Europa Clipperin ja ehdotetun Europa Landerin välillä NASA on tehnyt selväksi, että se aikoo lähettää operaation tähän Jupiterin jäiseen kuuhun seuraavan vuosikymmenen aikana. Siitä lähtien Voyager 1 ja 2 koettimet suorittivat historialliset kuun lentotahransa vuosina 1973 ja 1974 - jotka tarjosivat ensimmäiset viitteet lämpimän veden valtamerestä kuun sisätiloissa - tutkijat ovat innokkaasti saaneet huipun pinnan alla ja nähdäkseen mitä siellä on.
Tätä tarkoitusta varten NASA on myöntänyt apurahan Arizonan osavaltion yliopiston tutkijaryhmälle erityisen suunnitellun seismometrin rakentamiseksi ja testaamiseksi, jota laskuri käyttäisi kuuntelemaan Euroopan sisätiloja. Tämä laite tunnetaan nimellä Seismometer for Exploring of Europa (SESE). Se auttaa tutkijoita selvittämään, onko Europa-alueen sisustus elämää edistävä.
Europa Lander -profiilin mukaan tämä mikrofoni asennettaisiin robotti-anturiin. Saavuttuaan kuun pintaan, seismometri aloittaisi tiedonkeruun Euroopan maanalaisesta ympäristöstä. Tähän sisältyisi tiedot sen luonnollisista vuoroveistä ja kuoren sisäisistä liikkeistä, jotka määrittäisivät jäisen pinnan paksuuden.
Se määrittäisi myös, onko pinnalla veden taskuja - ts. Maanalaisia järviä - ja näkee kuinka usein vesi nousee pintaan. Jo jonkin aikaa tutkijat ovat epäilleet, että Euroopan "kaaosmaasto" olisi ihanteellinen paikka etsiä todisteita elämästä. Näiden piirteiden, jotka ovat pohjimmiltaan harjujen, halkeamien ja tasangosten sekoittuneita sekalaisia, uskotaan olevan paikkoja, joissa merenpinnan alla oleva valtameri on vuorovaikutuksessa jäisen kuoren kanssa.
Sellaisena mitä tahansa näyttöä orgaanisista molekyyleistä tai biologisista organismeista olisi helpointa löytää sieltä. Lisäksi tähtitieteilijät ovat havainneet vesipisaroita, jotka tulevat Euroopan pinnalta. Näitä pidetään myös yhtenä parhaimmista vedoista, jotta löydetään todisteita elämästä sisätiloissa. Mutta ennen kuin niitä voidaan tutkia suoraan, on ensiarvoisen tärkeää määrittää, missä vesisäiliöt sijaitsevat jään alla ja onko ne kytketty sisämereen.
Ja tässä SESE: n kaltaiset instrumentit tulevat peliin. Hongyu Yu on ASU: n Maa- ja avaruustutkimuksen koulun tutkimusjärjestelmäinsinööri ja SESE-ryhmän johtaja. Kuten hän totesi äskettäisessä ASU Now -artikkelissa, ”Haluamme kuulla, mitä Europa sanoo meille. Ja se tarkoittaa herkän "korvan" asettamista Euroopan pinnalle. "
Vaikka ideo Europa Landerista on vielä konseptin kehitysvaiheessa, NASA pyrkii kehittämään kaikki tarvittavat komponentit tällaiseen tehtävään. Sellaisenaan he ovat antaneet ASU-ryhmälle apurahan kehittää ja testata miniatyyppistä seismometriä, jonka mitat eivät saa olla enempää kuin 10 cm (4 tuumaa) sivulta ja joka voitaisiin helposti asentaa robottilaskuriin.
Vielä tärkeämpää on, että niiden seismometri eroaa perinteisistä malleista siinä, että se ei luota massa- ja jousianturiin. Tällainen malli sopisi huonosti tehtävään toiseen aurinkokunnan kehomme toimintaan, koska se on sijoitettava pystyyn, mikä edellyttää, että se on huolellisesti istutettu eikä häiriötä. Lisäksi anturi on asetettava täydelliseen tyhjiöön tarkkojen mittausten varmistamiseksi.
Käyttämällä anturille mikro-sähköjärjestelmää, jossa on nestemäistä elektrolyyttiä, Yu ja hänen tiiminsä ovat luoneet seismometrin, joka voi toimia laajemmissa olosuhteissa. "Suunnittelumme välttää kaikki nämä ongelmat", hän sanoi. ”Tällä rakenteella on korkea herkkyys monille värähtelyalueille ja se voi toimia missä tahansa kulmassa pintaan nähden. Ja tarvittaessa ne voivat osua maahan kovasti laskeutuessa. ”
Kuten Lenore Dai - kemian insinööri ja ASU: n materiaalitekniikan, liikenteen ja energian tekniikan koulun johtaja - selitti, suunnittelu tekee SESE: stä myös sopivan tutkimaan äärimmäisiä ympäristöjä - kuten Europa-alueen jäistä pintaa. "Olemme innoissamme tilaisuudesta kehittää elektrolyyttejä ja polymeerejä perinteisten lämpötilarajojensa ulkopuolella", hän sanoi. "Tämä projekti on esimerkki myös tieteidenvälisestä yhteistyöstä."
SESE voi myös lyödä vahingoittamatta sen anturin lukemia, joka testattiin, kun joukkue osui siihen kelkkahammerilla ja havaitsi, että se toimi edelleen jälkikäteen. Seismologin Edward Garneron, joka on myös SESE-ryhmän jäsen, mukaan tämä on hyödyllinen. Hänen mukaan landerilla on tyypillisesti kuusi-kahdeksan jalkaa, jotka voitaisiin yhdistää seismomereillä niiden muuttamiseksi tieteellisiksi välineiksi.
Tämän monen anturin pitäminen maadoituslaitteessa antaisi tutkijoille kyvyn yhdistää tietoja, jolloin he pystyisivät voittamaan kysymyksen kunkin rekisteröimästä seismisestä värähtelystä. Sinänsä on varmistettava, että ne ovat kestäviä.
”Seismometrien on oltava yhteydessä kiinteään maahan toimiakseen tehokkaimmin. Jos kummassakin jalassa on seismometri, ne voitaisiin työntää pintaan laskeutuessa, jolloin ne ovat hyvissä yhteyksissä maahan. Voimme myös erottaa korkeataajuiset signaalit pidemmistä aallonpituuksista. Esimerkiksi pienet meteoriitit, jotka törmäävät pintaan liian kaukana, tuottaisivat korkeataajuisia aaltoja, ja Jupiterin ja Euroopan naapurikuukausien painovoimaveden vuorovedet tekisivät pitkiä, hitaita aaltoja. "
Tällainen laite voi osoittautua ratkaisevan tärkeäksi myös muiden aurinkokunnan ”valtamerten maailmojen” tehtävissä, joihin kuuluvat Ceres, Ganymede, Callisto, Enceladus, Titan ja muut. Myös näiden elinten uskotaan elävän hyvin hyvin lämpimän veden valtamereissä, jotka sijaitsevat pinnan alla. Sellaisenaan kompakti, kestävä seismometri, joka pystyy toimimaan äärilämpötiloissa, olisi ihanteellinen sisätilojen tutkimiseen.
Lisäksi tällaiset tehtävät pystyisivät paljastamaan, missä näiden runkojen jäälevyt ovat ohuimmat ja mistä sisämerkeihin pääsee parhaiten. Kun tämä on tehty, NASA ja muut avaruusjärjestöt tietävät tarkalleen mihin koetin (tai mahdollisesti robotti sukellusvene) lähetetään. Vaikka meidän on ehkä odotettava muutamaa vuosikymmentä siitä!
