Europa: vilties astrobiologija

Mažiausias iš keturių Galilėjos Jupiterio palydovų, ilgus metus patraukęs daugelio specialybių mokslininkų dėmesį, trečiąjį mūsų amžiaus dešimtmetį taps tikra... žvaigžde. ŽINIASKLAIDA. Zondai skris link Europos, kuri atidžiai tyrinės šį nepaprastą mėnulį ir bandys ištirti jo vidų. Visų pirmą.

Atidarymo

Europa, kaip ir kiti trys pagrindiniai Jupiterio palydovai, buvo atrasta 8 m. sausio 1610 d. Tai padarė Galileo iš Padujos universiteto, naudodamas 20 kartų refraktorių. Tiesą sakant, jis stebėjo Europą dieną prieš tai, tačiau dėl nedidelio refraktoriaus padidinimo Io ir Europą jis traktavo kaip vieną objektą, atskirdamas juos tik kitą naktį. Kosmoso tyrinėjimai Pirmieji netoli Europos skridę zondai buvo Pioneer 10 ir 11, tačiau jų padarytos nuotraukos buvo palyginti prastos kokybės. Mokslininkų susidomėjimą sukėlė tik zondai „Voyager“ per Jupiterio sistemą 1979 m. Tada į Žemę išsiųstose Europos nuotraukose buvo matyti ledinis jos paviršius. Jau tada kai kurie mokslininkai pradėjo svarstyti vandenyno egzistavimo galimybę po Mėnulio paviršiumi.

1995 metais erdvėlaivis „Galileo“ įskriejo į orbitą aplink Jupiterį ir pradėjo mokslinę misiją, kuri per pastaruosius aštuonerius metus ne kartą tyrinėjo Jupiterio palydovus ir atliko iki šiol tiksliausius stebėjimus. Naujose, daug detalesnėse Europos nuotraukose matyti ledo plutos įtrūkimai, kurie atrodė užlieti iš apačios. Kita vertus, kituose regionuose pasirodė, kad žemės pluta įtrūko, išleido šiek tiek požeminio vandens ir vėl užšalo. Deja, erdvėlaivis „Galileo“ turėjo problemų dėl antenos ir duomenų perdavimo į Žemę. Todėl daugelis jų taip ir nepasiekė mūsų, o kai kurios Mėnulio sritys išvis nebuvo nufotografuotos. 

„Europos“ nuotrauka iš erdvėlaivio „Galileo“.

Naujausias zondas, artėjantis prie Europos, yra „New Horizons“. Ji padarė nuotraukas 2007 m., Pakeliui į Plutoną 14 m. liepos 2015 d. Beveik prieš dvejus metus mokslininkai, dirbantys su Hablo kosminio teleskopo duomenimis, virš Pietų Europos pastebėjo didelį vandens garų debesį. Tai rodo, kad Skystas vanduo gali prasiskverbti pro Žemės plutą ir išsiveržti nuo Mėnulio paviršiaus, kai išsiveržia geizeris. Arba po paviršiumi yra vandens telkinių, arba labai gilūs ledo plyšiai.

Vandenynas

„Europa“ patraukia mokslininkų dėmesį, nes plačiai manoma, kad ji yra po šio mėnulio paviršiumi. skysto vandens sluoksnis. Nepaisant atstumo nuo Saulės, jis gali būti skystas dėl kaitimo dėl potvynių deformacijų, kurias sukelia Jupiterio artumas.

Pirmieji pasiūlymai dėl vandenyno egzistavimo Europoje pasirodė grynai teoriniuose darbuose, kuriuose buvo atsižvelgta į šiek tiek ekscentrišką Mėnulio orbitą ir orbitinį rezonansą su kitais Galilėjos palydovais. Žemę pasiekė daugiau įrodymų „Voyager“ ir „Galileo“ nuotraukose, kuriose matyti chaotiški regionai Europos paviršiuje. Kai kurie mokslininkai mano, kad šioje srityje į paviršių iškyla požeminis vandenynas. Tačiau tai vis dar yra prieštaringa teorija, nes dauguma geologų pritaria „storo ledo“ teorijai, kuri teigia, kad požeminis vandenynas retai arba niekada tiesiogiai sąveikauja su paviršiumi. Mokslininkai skaičiuoja, kad išorinė ledo pluta, įskaitant vadinamąjį šiltąjį ledą, yra 10-30 km storio, o vandenyno gylis gali siekti 100 km. Jei šie skaičiai teisingi, tai gali būti Europos pabaiga dvigubai daugiau vandens nei Žemėje!

Skersinis Europos interjero pjūvis, kuriame matyti ledo pluta, požeminis vandenynas ir uolų šerdis.

Nuo tada, kai prieš 36 metus „Voyager“ misijos vyko netoli Europos, mokslininkai bandė suprasti raudonai rudos medžiagos, užpildančios įtrūkimus ir kitas geologiškai jaunas Mėnulio paviršiaus vietas, sudėtį. Spektrografiniai tyrimai rodo, kad šiose vietose gali būti daug druskų (pavyzdžiui, magnio sulfato), kurios gali susikaupti dėl vandens, tekančio į paviršių, garavimo. Tačiau šios druskos yra bespalvės arba baltos, todėl už rausvą spalvą turi būti atsakingos kitos medžiagos. Šių metų gegužę grupė mokslininkų iš Jet Propulsion Laboratory pranešė apie eksperimentus, kurių metu jiems pavyko atkurti raudonai rudą juostelių spalvą. Jie gali susidaryti, kai vandenyno druskos pasiekia paviršių, o vėliau jas išbalina intensyvi Jupiterio spinduliuotė.

Geizeriai

Europoje gali atsirasti periodinių geizerių su vandens stulpeliais iki 200 km virš paviršiaus! Jie atsiranda, kai Mėnulis yra toliausiai nuo Jupiterio savo orbitoje, ir išnyksta jam artėjant. Šis modelis atitinka potvynių ir atoslūgių modelių prognozes. Verta paminėti, kad Jupiterio potvynių įtaka Europai yra 1 tūkstantį kartų didesnė nei nuo Žemės iki Mėnulio. Vandens išsiveržimų intensyvumas Europoje vertinamas 7000 kg/s.

Gyvenimas Europoje

Europa yra viena geriausių vietų Saulės sistemoje nežemiškos gyvybės ieškotojams. Jis gali egzistuoti vandenyne po lediniu paviršiumi – aplinkoje, panašioje į Žemės vandenynų gelmes, ypač šalia hidroterminių angų. 2015 m. gegužę mokslininkai paskelbė, kad jūros gelmių druskos gali padengti kai kurias geologines struktūras Europoje. Tai gali reikšti sąveiką tarp vandenyno ir vandenyno dugno, o tokia aktyvi sąveika gali būti labai svarbi gyvybės atsiradimui.

Potvynių ir atoslūgių šiluminė energija skatina aktyvius geologinius procesus Europos žarnyne. Kaip ir Žemė, Jupiterio palydovas gali turėti vidinį radioaktyvaus skilimo energijos šaltinį, tačiau šios energijos kiekis bus kelis kartus mažesnis už potvynio jėgos energiją. Vien potvynio jėgos nepakanka gyvybei palaikyti tokiame dideliame vandenyne, tačiau mokslininkai mano, kad ji gali egzistuoti, pavyzdžiui, ties vandenyno ir ledo plutos riba.

Naujausi tyrimai taip pat rodo, kad yra ežerų, visiškai uždengtų ledine Europos pluta. Nuo skystojo vandenyno jie skiriasi daug žemiau. Jei šie pranešimai pasitvirtins, tai būtų dar viena potenciali vieta ieškoti gyvenimo.

Intelekto ateitis

Jau seniai buvo pasiūlytos misijos tyrinėti šį paslaptingą Žemės rutulį dėl vandens, kuris suteikia galimybę rasti gyvybę už Žemės ribų. Šiuo metu Europos kosmoso agentūra (ESA) rengia JuICE (Jupiter Icy Moon Explorer) misiją, kuri tyrinės Europą, Ganimedą ir Callisto, o Amerikos NASA rengia Europos skrydžio misiją, skirtą tik Europos tyrinėjimui per daugybę skrydžiai aplink jį.

Projektas ESA

2 m. gegužės 2012 d. paskelbta apie JuICE misijos atranką į mokslinę programą „Cosmic Vision“, 2022 m. zondą planuojama paleisti į kosmosą nešančia raketa Ariane 5. Į Jupiterio sistemą jis pasieks 2030 m. 2033 m. užbaigus Jupiterio ir Jupiterio manevrus, kiti palydovai pateks į orbitą aplink Ganimedą ir bus nuodugniausiai ištirti šios misijos metu.

Menininko „Jupiter Icy Moon Explorer“ (ESA) misijos vizija

„Europa“ atveju JuICE zondas daugiausia dėmesio skirs gyvybės kilmei svarbių cheminių medžiagų (įskaitant organinius junginius) tyrimui, taip pat bandant įminti būdingų darinių formavimosi Mėnulio ir Mėnulio paviršiuje paslaptį. . raudonos medžiagos, užpildančios paviršiaus įtrūkimus, cheminė sudėtis. Be to, jis atliks viršutinės ledo dangos storio radarinius matavimus.

NASA projektas

NASA sukurtos misijos atveju mes susiduriame su užduotimi, visiškai orientuota į Europos tyrimą. Vėlesnės misijos į šį mėnulį buvo planuojamos dar nuo „Galileo“ erdvėlaivio laikų. Pradiniai pasiūlymai – tokie kaip Europa Orbiter arba Jupiter Icy Moons Orbiter – apėmė zondo paleidimą į orbitą aplink Europą, tačiau dėl stiprios Jupiterio magnetosferos spinduliuotės šios idėjos buvo atsisakyta. Šiuo metu planuojama misija apima zondo paleidimą į orbitą aplink Jupiterį ir 45 artimų Europos skridimų seriją 25–2700 km aukštyje virš paviršiaus. Dėl šios priežasties zondas bus veikiamas kenksmingos spinduliuotės daug trumpesnį laiką. Kiekvienos kelionės metu jis tyrinės skirtingas paviršiaus sritis, detaliai išanalizuodamas ledo plutos topografiją ir storį. Įdomu tai, kad zondas gali prasiskverbti pro vandens garų geizerį mažame aukštyje. Tai leis ištirti požeminio vandenyno pavyzdį, nereikia nusileisti ant paviršiaus ir gręžti į ledo sluoksnį.

Misijos tikslai yra šie: patvirtinti po ledo pluta esančių vandenų egzistavimą ir apibūdinimą bei plutos ir vandenyno sąsajoje vykstančius procesus, tirti paviršiaus darinius, daugiausia dėmesio skiriant vietoms, kuriose matoma nesena arba vykstanti geologinė veikla, ir analizuoti cheminę sudėtį. paviršius.

Zondo paleidimas planuojamas 2022–2025 m., priklausomai nuo SLS sistemos darbų eigos. Pagrindinis planas – paleisti jį raketa Atlas V 551. Po šešerių metų po paleidimo erdvėlaivis pasinaudos Veneros ir Žemės gravitacija, kad pasiektų Jupiterį. Jei NASA užbaigs SLS (Space Launch System), ši raketa galėtų būti panaudota erdvėlaiviui paleisti į kosmosą ir nusiųsti tiesiai į Jupiterį. Dėl to skrydžio laikas gali sutrumpėti perpus.