Życie na Europie, księżycu Jowisza? NASA rozpoczyna misję mającą na celu odkrycie wskazówek

Życie na Europie, księżycu Jowisza? NASA rozpoczyna misję mającą na celu odkrycie wskazówek

Rakieta SpaceX wystartowała dziś z Przylądka Canaveral na Florydzie, niosąc marzenie NASA o wartości 5 miliardów dolarów znaleźć dowody życia na odległym księżycu. Ta misja – najbardziej ambitne poszukiwanie życia poza Ziemią, odkąd NASA zaczęła badać Marsa kilkadziesiąt lat temu – uda się teraz w stronę Jowisza, aby zbadać rozległy ocean ukryty pod lodową skorupą jej księżyca Europa.

W nadchodzących tygodniach sonda Europa Clipper wykona kluczowe manewry w przestrzeni kosmicznej, takie jak rozmieszczenie anten radarowych w ramach przygotowań do badania Księżyca. „Przyglądamy się z podekscytowaniem” – mówi Kathleen Craft, planetolog z Laboratorium Fizyki Stosowanej Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa w Laurel w stanie Maryland. „Wszystko musi pójść dobrze.”

Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, sonda dotrze do Jowisza w 2030 roku i wykona liczne przeloty obok Europy. Podejmie próbę odpowiedzi na niektóre z najgłębszych pytań astrobiologii, w tym na to, czy ocean Europy zawiera chemiczne składniki odżywcze i inne źródła energii, które mogą podtrzymać życie 1.

Naukowcy misji podkreślają, że Clipper, nazwany na cześć XIX-wiecznych statków handlowych, nie szuka życia; ich celem jest raczej ustalenie, czy Europa ma składniki na życie. Jeśli misja wykaże, że Europa nadaje się do zamieszkania, odkrycie to radykalnie zwiększy szanse na znalezienie życia na lodowych światach w innych układach słonecznych. „Badanie Europy uczy nas, jak nie ograniczać się” – mówi Lynnae Quick Henderson, planetolog z NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Maryland.

Teren „Chaosu”

Europa, jeden z największych księżyców Jowisza, przez wieki nie była uważana za obiecujące miejsce do poszukiwania życia. Jednak w połowie lat 90. misja Galileo NASA przeleciała blisko Księżyca i odkryła cuda geologiczne. Zobaczyła teren „chaosu”, który wyglądał jak pola zamarzniętych gór lodowych i ogromne nierówności na powierzchni, które zdawały się być pokryte czerwonawym materiałem. Galileo zaobserwował także dziwne drgania pod powierzchnią Europy – dowód na zakopanie słonego oceanu 2.

Naukowcy chcą, aby Clipper potwierdził to odkrycie i dowiedział się więcej o ukrytym zbiorniku wodnym. „Będziemy w stanie opisać, jak wygląda to nadające się do zamieszkania środowisko” – mówi Ingrid Daubar, planetolog z Brown University w Providence w stanie Rhode Island, która pracuje nad Clipperem dla NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) w Pasadenie w Kalifornii.

Ocean Europy, uważany za mający ponad dwukrotnie większą objętość niż wszystkie oceany na Ziemi, powstał miliardy lat temu dzięki grawitacji Jowisza. Siła ta generuje wystarczającą ilość ciepła tarcia, aby utrzymać płyn oceaniczny, chociaż temperatura na powierzchni Księżyca nigdy nie przekracza około -140°C. Szacuje się, że lodowa skorupa nad oceanem ma co najmniej 20 kilometrów grubości 3, a woda poniżej ma prawdopodobnie 60-150 kilometrów głębokości (patrz „Głębokie nurkowanie”). Clipper potwierdzi grubość obu warstw i pomoże rzucić światło na dynamikę oceanu, mówi Elizabeth Spiers, oceanograf planetarny w Instytucie Oceanograficznym Woods Hole w Massachusetts.

Składniki życia

Na Ziemi skały wulkaniczne na dnie morskim mogą wchodzić w interakcję z wodą oceaniczną, tworząc reakcje chemiczne generujące energię i umożliwiające rozwój drobnoustrojów, robaków i innych stworzeń. Podobne źródła głębinowe mogą również istnieć na Europie.

Innym sposobem utrzymania życia na Europie jest energia, którą Księżyc otrzymuje z potężnego promieniowania Jowisza. Planeta bombarduje Europę naładowanymi cząsteczkami wystarczająco potężnymi, aby rozerwać wiązania chemiczne w lodowej skorupie Księżyca i wytworzyć małe cząsteczki, takie jak wodór i tlen 4.

Są też lodowe wychodnie pokryte czerwonawym materiałem, który może być solami i związkami siarczanowymi z podpowierzchni Europy. „Jeśli pochodzi z oceanu, będzie to ekscytujące miejsce do poszukiwania śladów zamieszkania” – mówi Cynthia Phillips, geolog planetarny w JPL. Instrumenty Clippera (patrz „Moonmapper”) przestudiują materiał, aby dowiedzieć się więcej o składzie ukrytego oceanu.

Wreszcie Clipper będzie także poszukiwał gejzerów, czyli płatków wyrzucających ciecz w przestrzeń kosmiczną przez pęknięcia w lodowej skorupie Europy. Enceladus, księżyc Saturna ma wiele takich płatków, które zawierają wodór, węgiel, ziarna krzemionki i inne składniki przyjazne dla życia. Badacz odkryli dowody na istnienie podobnych płatków na Europie; jeśli Clipper takiego zobaczy, może przelecieć przez spray i przeanalizować jego zawartość.

Wyzwania w zasięgu wzroku

W ciągu ponad czterech lat Clipper będzie badał Europę, przeleci nad Księżycem 49 razy i zbliży się do powierzchni na odległość 25 kilometrów 5. Ich aparaty będą fotografować Europę z pięciokrotnie większą szczegółowością niż aparaty Galileo.

Jednak przed misją stoi wiele wyzwań technicznych. Jednym z nich jest przetrwanie w silnych pasach radiacyjnych Jowisza; NASA planuje, aby Clipper w jak największym stopniu ich unikał, podróżując po orbicie eliptycznej. Zagrożenie ze strony pasów wywołało panikę w maju, kiedy inżynierowie NASA dowiedzieli się, że ponad 1000 tranzystorów elektronicznych zainstalowanych już w Clipperze może ulec awarii pod wpływem wysokiego poziomu promieniowania. Odkrycie to zapoczątkowało wielomiesięczne śledztwo; NASA twierdzi teraz, że ma pewność, że tranzystory będą w porządku.

Clipper będzie badał Europę mniej więcej w tym samym czasie, gdy sonda kosmiczna JUICE Europejskiej Agencji Kosmicznej bada ten region, zwłaszcza dwa inne księżyce Jowisza, Ganimedes i Kallisto. (Jowisz ma 95 księżyców.) „Pomiędzy tymi dwiema [misjami] znacznie lepiej zrozumiemy cały system” – mówi Ines Belgacem, planetolog z Europejskiego Centrum Astronomii w Madrycie.

Plan zakłada, że ​​pod koniec misji Clippera rozbiją się na Ganimedesie, który również ma zasypany ocean, ale z dużo grubszą pokrywą lodową niż Europa, teoretycznie chroniąc wody tego księżyca przed skażeniem. Dzięki temu podróż jest eksploracją „rozległych i kuszących mórz” Europy jak określiła to amerykańska poetka Ada Limón, zakończyć się nagle.

1. Vance, S.R. Nauka o kosmosie. Obj. 219, 81 (2023).

   Artykuł
   PubMed
   Scholar Google

2. Kivelson, M.G. i in. Nauka 289, 1340-1343 (2000).

   Artykuł
   PubMed
   Scholar Google

3. Wakita, S., Johnson, B. C., Silber, EA i Singer, K. N. Sci. Adw. 10, eadj8455 (2024).

   Artykuł
   PubMed
   Scholar Google

4. Szalay, J.R. i in. Astron Natury. 8, 567–576 (2024).

   Artykuł
   PubMed
   Scholar Google

5. Pappalardo, R.T. i in. Nauka o kosmosie. Obj. 220, 40 (2024).

   Artykuł
   Scholar Google

Pobierz referencje