NASA lansează o misiune pentru a explora granița înghețată a lunii Europa a lui Jupiter

Nava spațială Europa Clipper a NASA a decolat luni de la Centrul Spațial Kennedy din Florida la bordul unei rachete SpaceX Falcon Heavy, demarând o misiune robotică de 5,2 miliarde de dolari pentru a explora una dintre cele mai promițătoare locații din Sistemul Solar pentru găsirea vieții extraterestre.

Racheta Falcon Heavy și-a aprins cele 27 de motoare alimentate cu kerosen și s-a îndepărtat de Complexul de lansare 39A la 12:06 pm EDT (16:06 UTC) luni. Întârziată cu câteva zile din cauza uraganului Milton, care a trecut prin Florida centrală la sfârșitul săptămânii trecute, lansarea Europa Clipper a semnalat începutul unei călătorii de cinci ani și jumătate către Jupiter, unde nava spațială se va instala pe o orbită luând-o în mod repetat. de unul numeroasele luni ale planetei gigantice.

Luna lui Jupiter care a captat cel mai mult interesul oamenilor de știință, Europa, este învelită în gheață. Există dovezi puternice ale unui ocean global de apă lichidă sub crusta înghețată a Europei, iar Europa Clipper merge acolo pentru a determina dacă are ingredientele pentru viață.

„Aceasta este o misiune epică”, a spus Curt Niebur, cercetătorul programului Europa Clipper la sediul NASA. „Este o șansă pentru noi să nu explorem o lume care ar fi putut fi locuită cu miliarde de ani în urmă, ci o lume care ar putea fi locuibilă astăzi, chiar acum.”

Europa a fost aproape de fruntea listei de sarcini pentru oamenii de știință planetar, de când sondele Voyager ale NASA au returnat primele imagini apropiate ale lunilor lui Jupiter în 1979. O misiune ulterioară, numită Galileo, a orbitat în jurul lui Jupiter timp de aproape opt ani la sfârșitul anului. Anii 1990 și începutul anilor 2000. Sonda Galileo a descoperit semnătura că Europa ascunde un ocean apos sub strălucirea lui de gheață.

Dar conceptele pentru o misiune dedicată Europa au avut dificultăți în a câștiga avânt politic și, în ultimul sfert de secol, proiectele care studiau o sondă Europa au fost anulate aproape la fel de repede cum au început. Apoi, a Congresman din Texas cu un interes de-a lungul vieții pentru știința spațială a preluat președinția unui subcomitet de credite care supraveghează bugetul NASA.

Fostul reprezentant John Culberson, un republican care reprezintă un district din suburbia Houston, a devenit cel mai puternic patron al Washingtonului pentru o misiune Europa. El a băgat finanțarea pentru o sondă Europa în mai multe bugete NASA care au trecut prin subcomitetul său, până când NASA și administrația Obama au susținut oficial misiunea care a devenit Europa Clipper în 2015.

Plecare rapidă

Pentru o vreme în această vară, oficialii NASA s-au îngrijorat că misiunea ar putea să nu fie pregătită să zboare anul acesta din cauza preocupărilor legate de rezistența tranzistorilor navei spațiale la radiațiile din jurul lui Jupiter. Dar inginerii au ajuns la concluzia că hardware-ul era gata, iar luna trecută, senior Oficialii NASA au dat undă verde să continue cu pregătirile finale de lansare.

Europa Clipper, cu o greutate de peste 12.500 de lire sterline (5,7 tone metrice) la lansare, este cea mai mare navă spațială pe care NASA a trimis-o vreodată pentru a explora un alt corp planetar. Cele două mari rețele solare generatoare de energie, dimensionate pentru a absorbi lumina slabă a soarelui de cinci ori mai departe de Soare decât Pământ, s-au extins de la navă spațială la scurt timp după lansare pentru a atinge o anvergură de 100 de picioare (30,5 metri).

Este, de asemenea, cea mai scumpă misiune științifică planetară din istoria NASA, cu aproximativ jumătate din prețul telescopului spațial James Webb sau de două ori mai mult decât cel mai recent rover al agenției pe Marte.

Europa Clipper a mers în spațiu cu cea mai puternică rachetă operațională din lume, dar a avut nevoie de toată puterea lui Falcon Heavy pentru a atinge o traiectorie care va duce în cele din urmă nava spațială la Jupiter. SpaceX a eliminat toate cele trei propulsoare de prima etapă ale rachetei, dedicând tot propulsorul Falcon Heavy pentru a oferi Europa Clipper viteza de care avea nevoie pentru a scăpa de Pământ. Acest lucru nu a lăsat combustibil pentru recuperarea amplificatoarelor.

La aproximativ o oră după decolarea la amiază a lui Europa Clipper din Florida, scena superioară a lui Falcon Heavy a instalat Europa Clipper în partea opusă a lumii. A atins o viteză de 28.364 mph (45.648 de kilometri pe oră) față de Pământ, cea mai rapidă viteză atinsă vreodată de o rachetă SpaceX, conform lui Jon Edwards, vicepreședintele SpaceX pentru vehiculele de lansare Falcon.

Călătoria către Jupiter se va întinde pe 1,8 miliarde de mile (2,9 miliarde de kilometri), ducând nava spațială pe Marte în martie anul viitor, apoi înapoi lângă Pământ din nou în 2026. Aceste zboruri vor folosi gravitația fiecărei planete pentru a arunca Europa Clipper mai departe de Soare, permițând navei spațiale. să țintească pe Jupiter.

Europa Clipper își va aprinde motoarele timp de șase până la opt ore, consumând mai mult de jumătate din propulsorul său, pentru a intra pe orbită în jurul lui Jupiter pe 11 aprilie 2030. Astfel, nava spațială va începe o serie de 49 de întâlniri apropiate cu Europa.

„Pentru a fi clar, nu aterizam pe Europa. Nu vom face nicio încercare de a ateriza acolo”, a spus Jordan Evans, managerul de proiect al misiunii de la Jet Propulsion Laboratory (JPL) al NASA, referindu-se la o linie din romanul lui Arthur C. Clarke. 2010: Odiseea doi. „Ne apropiem de 25 de kilometri deasupra suprafeței. Adică aproximativ 16 mile. Aceste zboruri acoperă ambele emisfere ale Lunii și o varietate de latitudini pentru a ne apropia de acoperirea globală a Lunii pentru instrumentele științifice.”

În căutarea unei oază

Sonda spațială Galileo a NASA a făcut zoom pe Europa de duzină de ori, dar a transportat instrumente științifice din anii 1980. Europa Clipper se mândrește cu un pachet de încărcătură utilă din secolul 21, cu nouă instrumente pentru a sonda luna înghețată a lui Jupiter, de la oceanul său până în spațiul din jurul său.

„Europa Clipper are cea mai sofisticată suită de instrumente pe care am trimis-o vreodată către sistemul solar exterior”, a declarat Bob Pappalardo, om de știință al misiunii la JPL. „Poartă un radar care poate pătrunde prin gheață ca o scanare CT pentru a găsi apă lichidă, imagini de super-înaltă rezoluție. Vom putea să căutăm puncte calde și penaj la Europa – toate aceste tehnici minunate care se combină împreună pentru a ne spune ar putea fi Europa genul de loc care ar putea susține viața de astăzi?”

Cea mai bună cameră de la Europa Clipper va rezolva caracteristicile de pe suprafața Lunii de până la 1,5 picioare, sau 50 de centimetri, în anumite zone. Aceste vederi vor fi de 12 ori mai clare decât cele mai detaliate imagini capturate de Galileo.

Alți senzori de pe Europa Clipper vor măsura compoziția scoarței Europei și a atmosferei fragile, vor căuta penele de apă în erupție care scapă prin crăpăturile din coaja de gheață a lunii și vor căuta mici bazine de apă care ar putea fi pe sau în apropierea suprafeței Europei.

Europa Clipper are, de asemenea, un radar care pătrunde gheața pentru a investiga structura și grosimea învelișului de gheață a Europei și pentru a măsura topografia scoarței exterioare a lunii. Un spectrometru de masă este montat pe partea din față a sondei pentru a adulmeca gazele din atmosfera slabă a lunii sau, potențial, pentru a preleva material dintr-un penar care se aruncă deasupra Europei, dacă oamenii de știință au norocul să ghideze nava spațială prin una.

Telescopul spațial Hubble a găsit dovezi pentru jeturile de vapori de apă care vin din Europa și, în timp ce nava spațială Galileo nu a văzut aceste erupții, oamenii de știință s-au întors prin arhiva de date a misiunii și au găsit semnături în concordanță cu existența penelor. Dirijarea Europa Clipper printr-un astfel de penar ar crea o mină de aur științifică, permițând cercetătorilor să studieze materialul care provine din abisul apos al Europei.

Oamenii de știință vor folosi măsurătorile câmpului magnetic și gravitațional de la Europa Clipper pentru a determina adâncimea și salinitatea oceanului Europei. Bonnie Buratti, cercetătorul adjunct al misiunii la JPL, a spus că estimările aproximative indică adâncimea oceanului la 60 până la 80 de mile, iar grosimea cochiliei de gheață este probabil de ordinul a 10 până la 20 de mile.

Europa are aproximativ dimensiunea Lunii Pământului, dar este mult mai interesantă. Cu excepția cazului în care Europa Clipper navighează printr-un penaj, singura parte a Europei care poate fi observată direct este suprafața sa fracturată, unde există puține cratere mari, ceea ce sugerează că crusta de gheață se reface prin activitatea tectonică.

„Când ne uităm de aproape la Europa, vedem că suprafața sa înghețată este pur și simplu bizară”, a spus Pappalardo. „Se pare că nu s-a văzut niciun peisaj nicăieri pe Pământ, suprafața s-a mutat și s-a prăbușit în moduri pe care noi chiar nu le înțelegem.”

Buratti a spus că Europa Clipper va oferi un „potop de date științifice” despre mediul lunii. Misiunea se va concentra pe a afla dacă Europa ar putea susține organisme primitive, care au nevoie de apă, compuși organici și o sursă de energie pentru a se susține. Europa Clipper este potrivit pentru a le găsi pe toate trei.

Oamenii de știință sunt destul de siguri că Europa are apă, poate de două ori mai mult decât apa din toate oceanele Pământului. Câmpul gravitațional puternic al lui Jupiter trage în mod constant Europa în timp ce orbitează planeta sa mamă la fiecare trei zile și jumătate, strângând și îndoind interiorul Lunii și generând căldură prin forțele mareelor. Aceste forțe ar putea conduce gurile hidrotermale acolo unde fundul oceanului Europei se întâlnește cu interiorul stâncos al lunii.

Acesta este ceea ce separă Europa, Pământul și luna mică a lui Saturn, Enceladus, care are, de asemenea, un ocean îngropat și penaj în erupție, de orice alt obiect din Sistemul Solar, potrivit Cynthia Phillips, geolog planetar și om de știință al proiectului Europa Clipper la JPL.

„În aceste lumi, ai un strat oceanic deasupra unui strat de rocă”, a spus ea. „Este important pentru că asta este ceea ce avem aici, pe Pământ, și în partea de jos a oceanelor Pământului, acolo unde acel strat oceanic atinge stânca, poți avea loc tot felul de reacții chimice interesante și sisteme hidrotermale.”

În partea de jos a oceanelor Pământului, ca și în Europa, organismele trebuie să se bazeze pe o altă sursă de energie decât Soarele. Gurile hidrotermale din oceanele Pământului oferă un mediu încălzit plin de forme de viață primitive, chiar și în condiții dure la câțiva kilometri adâncime.

„Nu ne așteptăm la astfel de lucruri la pești și balene, dar ne interesează dacă Europa ar putea susține viața simplă – organisme unicelulare”, a spus Pappalardo.

Bineînțeles, Europa Clipper nu va putea să pătrundă în jos zecile de mile pentru a ajunge la aceste orificii teoretice. Oamenii de știință vor trebui să-și deducă prezența prin alte date. Și o detectare directă a oricărei vieți organism pe Europa va trebui să aștepte o misiune viitoare. Oamenii de știință nu cred că viața ar putea supraviețui pe suprafața Europei, deoarece este scăldată de radiațiile extreme din magnetosfera lui Jupiter.

„Dacă există viață pe Europa, în acest mediu locuibil pe care îl explorăm, ar fi sub ocean, așa că nu am putea-o vedea”, a spus Buratti. „Căutăm substanțe chimice la suprafață. , substanțe chimice organice care sunt precursorii vieții. Există lucruri de vis pe care le-am putea observa, cum ar fi ADN-ul sau ARN-ul, dar nu ne așteptăm să le vedem.”