Od povijesnog prolaska Voyager sondi pored Jupitera i njegovih mjeseca 1979. godine, znanstvena zajednica aktivno razmatra mogućnost postojanja života na Europi, jednom od Jupiterovih mjeseca. Analize i planetarni modeli ukazuju na složenu strukturu Europe, koja uključuje stjenovitu i metalnu jezgru, ledenu koru te ocean tekuće vode, procijenjene dubine od 100 do 200 kilometara. Smatra se da je ocean dinamičan zbog plimnog fleksiranja uzrokovanog snažnim gravitacijskim utjecajem Jupitera, što rezultira geološkom aktivnošću u Europinom jezgru i hidrotermalnim izvorima na granici između jezgre i omotača.
Centralni cilj misije “Europa Clipper” NASA-e, čije je lansiranje zakazano za 10. listopada 2024. godine, jest istražiti mogućnosti naseljivosti ovog mjeseca. Misija će do Jupitera stići u travnju 2030., a predstavlja izuzetan izazov za astrobiologe zbog složenosti i međuovisnosti brojnih parametara ključnih za razumijevanje potencijala za život. Nedavno objavljeni rad tima istraživača iz NASA-e detaljno razmatra znanstvene ciljeve misije i očekivanja u pogledu spoznaja o sastavu, unutrašnjosti i geologiji Europe.
Istraživački tim čini skupina eminentnih stručnjaka iz različitih institucija, uključujući Laboratorij primijenjene fizike Sveučilišta Johns Hopkins (JHUAPL), Beyond centar na Sveučilištu Arizona State, Oceanskog instituta Woods Hole (WHOI), Honeybee Robotics, Institut za istraživanje jugozapada (SwRI), Institut za planetarne znanosti (PSI), Laboratorij za lunarna i planetarna istraživanja (LPL), NASA-in Goddard Space Flight Center (GSFC) i Jet Propulsion Laboratory (JPL), kao i brojna sveučilišta. Njihova studija, objavljena u časopisu Space Science Reviews, nosi naslov “Istraživanje naseljivosti Europe s misijom Europa Clipper”.
Dok je trenutno globalni fokus u astrobiologiji usmjeren na Mars, u nadolazećim godinama očekuje se proširenje istraživačkih napora na vanjski Sunčev sustav, s posebnim naglaskom na “oceanske svjetove” poput Europe, Ganymeda, Titana, Encelada, Tritona, te potencijalno Plutona i Charona. “Europa Clipper” će biti prva u nizu ovih misija, a slijedi je misija JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) Europske svemirske agencije, koja stiže 2031. godine. Misija “Europa Clipper” provest će četiri godine u orbiti oko Jupitera, tijekom kojih će izvesti niz bliskih preleta Europe, koristeći napredne instrumente za detaljno proučavanje površine i unutrašnjosti mjeseca.
Jedno od najperspektivnijih tijela u Sunčevom sustavu
Kao što je istaknuo istraživački tim u izvještaju iz 2012. godine:
“Europa, mjesec Jupitera, predstavlja jedno od najperspektivnijih tijela u Sunčevom sustavu kada je riječ o potencijalu za život među oceanskim svjetovima. Misija ‘Europa Clipper’ usmjerena je na razumijevanje porijekla vode, ključnih kemijskih elemenata i spojeva, te energije, s ciljem utvrđivanja kako bi se ti elementi mogli kombinirati i stvoriti uvjete pogodne za život.”
Iako primarni cilj misije nije izravno otkrivanje života, “Europa Clipper” teži procjeniti sposobnost Europe za podršku životu. To obuhvaća potvrđivanje postojanja unutarnjeg oceana i utvrđivanje postoje li neophodni kemijski i energetski izvori za održavanje života. Glavna prepreka u istraživanju naseljivosti mjeseca leži u kompleksnosti samog koncepta, pri čemu su ključni parametri kao što su prihvatljive temperature, tlak, pH, slanost i prisutnost otapala poput vode.
Steven D. Vance, zamjenik rukovoditelja odjela za planetarne interijere i geofiziku u NASA-inom Jet Propulsion Laboratory (JPL) i glavni autor studije, za Universe Today je pojasnio:
“Naseljivost podrazumijeva potencijal za podršku životu, ali ne nužno i prisutnost života. Neka okruženja su prikladnija za život od drugih. Primjerice, bujna prašuma nudi obilje vode, ugodne uvjete i hranjive tvari za život, dok su uvjeti u Atacama pustinji, iako sadrže osnovne sastojke za život, kao što su voda, materijali i energija, gotovo nepodrživi za život zbog hladnih, suhih i općenito neprijateljskih uvjeta. Razumijevanje naseljivosti nekog okruženja ključno je za interpretaciju bilo kakvih potencijalnih otkrića života.”
Kakav bi mogao biti život unutar Europe?
Znanstvenici su već dugo vremena nagađali da bi život unutar Europe mogao biti sličan onome koji se nalazi oko hidrotermalnih izvora u Zemljinim oceanima, gdje egzistiraju ekstremofili, organizmi prilagođeni ekstremnim uvjetima i neovisni o sunčevoj svjetlosti za energiju. Među takve organizme spadaju barofili, koji mogu preživjeti pod ekstremnim tlakom, i termofili, koji žive u uvjetima ekstremne vrućine. Ovi organizmi određuju gornje granice uvjeta u kojima život može opstati te pružaju ograničenja za mogućnost života na Europi. Vance je izjavio:
“Misija ‘Europa Clipper’ će sintetizirati istraživanja o geologiji, sastavu i unutrašnjosti Europe kako bi se dobile detaljne informacije o svojstvima njezinog oceana. Glavni ciljevi uključuju određivanje dubine oceana i lokacija gdje se plimna toplina koncentrira u ledu, oceanu i stjenovitom unutrašnjem dijelu. Za postizanje ciljeva vezanih uz razumijevanje naseljivosti Europe, bit će potrebna kombinacija mjerenja iz cijelog niza od deset instrumenata.”
Misija “Europa Clipper” postavila je tri glavna znanstvena cilja za istraživanje naseljivosti Europe. Ovi ciljevi uključuju karakterizaciju ledenog omotača i svih podzemnih voda, njihov sastav, svojstva oceana i prirodu razmjene između površinskog leda i oceana; identifikaciju sastava svih neledenih materijala na površini i u atmosferi, uključujući spojeve koji sadrže ugljik; te karakterizaciju geoloških površinskih obilježja i lokaliteta od posebnog znanstvenog interesa. Složenost naseljivosti zahtijeva integraciju višestrukih mjerenja provedenih raznovrsnim instrumentima.
Za vizualna promatranja, misija će se osloniti na Europa Imaging System (EIS), koji se sastoji od širokokutne i uskokutne kamere, svaka s osmomegapikselnim senzorom. Ove kamere će snimiti visokokvalitetne slike Europe, proučavati njezinu geološku aktivnost, mjeriti nadmorske visine površine i pružati kontekst za interpretaciju podataka ostalih instrumenata. Također, Europa THermal EMission Imaging System (E-THEMIS) će identificirati regije na Europi gdje bi topla tekuća voda mogla biti blizu površine, te će mjeriti teksturu površine kako bi se bolje razumjele njezine karakteristike.
Za spektroskopska istraživanja, Clipper je opremljen Europa UltraViolet Spectrograph (Europa-UVS), koji će analizirati sastav Europa-inih atmosferskih plinova i površinskih materijala, kao i tragati za znakovima aktivnosti plime. MAss Spectrometer for Planetary EXploration (MASPEX) analizirat će plinove u Europinoj rijetkoj atmosferi i mogućim plimama, proučavajući kemiju sumnjivog podzemnog oceana, interakcije između oceana i površine te utjecaj zračenja na površinske spojeve.
Europa Clipper Magnetometer
Europa Clipper Magnetometer (ECM) bit će ključan za karakterizaciju plazme i magnetskog okruženja oko Europe, potvrđujući postojanje Europa-inog oceana, mjerenje njegove dubine i slanosti, kao i debljine ledene ljuske. Instrument za magnetsko sondiranje plazme (PIMS) mjerit će Europa-inu ionosferu i plazmu zarobljenu u Jupiterovom magnetskom polju, razlikujući Jupiterovo i Europa-ino inducirano magnetsko polje, koje nosi informacije o Europa-inom oceanu.
Instrument za gravitaciju i radijsku znanost (G/RS) pružit će uvid u gravitacijska svojstva Europe, pokazujući kako se Europa fleksira i doprinoseći razumijevanju njezine unutarnje strukture. U isto vrijeme, Radar za ocjenu Europe i sondiranje: ocean do blizu površine (REASON) istraživat će Europa-in ledni omotač u potrazi za oceanom te proučavati strukturu i debljinu leda, kao i površinske karakteristike i nadmorske visine.
Kemijska analiza provest će se pomoću Mapping Imaging Spectrometer for Europa (MISE), koji će mapirati raspodjelu leda, soli, organskih spojeva i najtoplijih točaka na Europi. SUrface Dust Analyzer (SUDA) tražit će komadiće izbačene tvari s Europa-ine površine zbog udara i plima, identificirajući kemijski sastav te materije, područje njezina podrijetla i pružajući uvide o slanosti Europa-inog oceana.
Od trenutka kada su Voyager sonde prvi put prošle kroz Jupiterov sustav 1979. godine, Europa je postala predmet intenzivnih znanstvenih istraživanja zbog svoje izražene geološke aktivnosti, vidljive kroz presijecanje linearnih značajki sličnih ledenim tokovima na Zemlji. Otkriće vulkanske aktivnosti na Io, potaknuto plimnim fleksiranjem, sugeriralo je slične procese unutar Europe. Ovo je usporedo s otkrićem hidrotermalnih izvora na Zemlji, koji su demonstrirali mogućnost života podržanog unutarnjim izvorima energije, neovisno o sunčevoj svjetlosti.
Galileo misija, koja je stigla do Jupitera 1989. godine i bila posvećena isključivo proučavanju Jupitera i njegovih mjeseca, donijela je dodatne dokaze koji ukazuju na potencijalnu naseljivost Europe. Magnetometrijski podaci sugerirali su postojanje sloja tekuće slane vode ispod Europa-inog ledenog omotača, a otkriveni su i minerali slični glini koji su često povezani s organskim materijalima. Ovi podaci doveli su do razvoja modela Europe s dubokim oceanom, smještenim ispod debelog ledenog sloja.
U posljednjem desetljeću, svemirski teleskop Hubble dokumentirao je dokaze o postojanju vodene pare i plimnih aktivnosti na površini Europe. Nedavno, svemirski teleskop James Webb detektirao je tragove ugljičnog dioksida na površini, što bi moglo ukazivati na transfer materijala iz unutrašnjosti na površinu. Ako se potvrdi, to bi značilo da podzemni ocean sadrži ugljik, neophodan element za život. Misija “Europa Clipper” gradit će na ovim spoznajama i pomoći razjasniti tajne ovog ‘oceanskog svijeta’.
Rezultati misije “Europa Clipper” bit će ključni za planiranje budućih misija u vanjski Sunčev sustav, uključujući predloženi Europa Lander, koji bi trebao sletjeti na površinu mjeseca kako bi omogućio detaljnije istraživanje ledenog omotača i plimnih aktivnosti. Kako zaključuje Vance, “Sve što naučimo o Europi iz misije ‘Europa Clipper’ omogućit će nam dizajniranje budućih misija. Precizno mapiranje površine omogućit će nam odabir najpogodnijih mjesta za slijetanje. Poznavanje debljine i sastava leda ključno je za razvoj tehnologija bušenja koje bi mogle prodrijeti kroz led, možda čak i do samog oceana.”
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
