С тех пор как Галилео зонд предоставил убедительные доказательства существования глобального океана под поверхностью Европы в 1990-х годах, ученые задавались вопросом, когда мы сможем отправить еще одну миссию на эту ледяную луну и искать возможные признаки жизни. Большинство из этих концепций миссии требуют орбитального аппарата или спускаемого аппарата, которые будут изучать поверхность Европы, разыскивая на ледяном листе признаки биосигнатур, найденных изнутри.
К сожалению, поверхность Европы постоянно бомбардируется радиацией, которая может изменить или уничтожить материал, транспортируемый на поверхность. Используя данные из Галилео а также Вояджер 1 spacecraft, группа ученых недавно подготовила карту, на которой показано, как изменяется излучение на поверхности Европы. Следуя этой карте, будущие миссии, такие как НАСА Европа Клипер сможет найти места, где биосигнатуры, скорее всего, еще существуют.
Как показали многие миссии, изучая поверхность Европы, Луна испытывает периодические обмены между внутренним пространством и поверхностью. Если во внутреннем океане есть жизнь, то биологический материал теоретически может быть доставлен на поверхность, где он может быть изучен. Поскольку излучение от магнитного поля Юпитера разрушило бы этот материал, важно знать, где оно наиболее интенсивно, насколько глубоко оно уходит и как оно может повлиять на внутреннее пространство.
Том Нордхейм, исследователь из Лаборатории реактивного движения НАСА, объяснил в недавнем пресс-релизе НАСА:
«Если мы хотим понять, что происходит на поверхности Европы и как это связано с океаном под нами, нам нужно понять радиацию. Когда мы исследуем материалы, которые появились из недр, на что мы смотрим? Это говорит нам о том, что находится в океане, или это то, что случилось с материалами после того, как они были излучены? »
Чтобы ответить на этот вопрос, Нордхайм и его коллеги изучили данные ГалилеоМухи Европы и электронные измерения от НАСА Вояджер 1 Космический аппарат. Посмотрев внимательно на электроны, взрывающие поверхность Луны, Нордхайм и его команда обнаружили, что дозы облучения варьируются в зависимости от местоположения. Самое сильное излучение сосредоточено в зонах вокруг экватора, а излучение уменьшается ближе к полюсам.
Исследование, которое описывает их результаты, недавно появилось в научном журнале Природа под названием «Сохранение потенциальных биосигнатур в мелководных недрах Европы». Исследование было проведено Нордхаймом и в соавторстве с Кевином Хендом (также из JPL) и Крисом Параникасом из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса в Лореле, штат Мэриленд.
«Это первый прогноз уровня радиации в каждой точке на поверхности Европы и важная информация для будущих миссий Европы», - сказал Параникас. Теперь, когда ученые знают, где найти регионы, наименее измененные радиацией, они смогут определить области исследований для Европа Клипер- миссия под руководством JPL, которая должна начаться уже в 2022 году.
Ради их исследования Нордхайм и его команда вышли за рамки обычной двумерной карты, чтобы построить 3D-модели, которые исследовали, как далеко под поверхностью проникает излучение. Чтобы проверить, насколько глубоко органический материал должен быть захоронен, чтобы выжить, Нордхайм и его команда проверили влияние радиации на аминокислоты (основные строительные блоки для белков), чтобы выяснить, как воздействие радиации на Европу повлияет на потенциальные биосигнатуры.
Результаты показывают, насколько глубоко ученым нужно будет копать или бурить во время потенциальной будущей миссии по посадке в Европу, чтобы найти биосигнатуры, которые могут быть сохранены. В зонах наибольшего излучения вокруг экватора глубина, на которой можно найти биосигнатуры, варьировалась от 10 до 20 см (от 4 до 8 дюймов). В средних и высоких широтах, ближе к полюсам, глубина уменьшается примерно до 1 см (0,4 дюйма). Как указано рукой:
«Излучение, которое бомбардирует поверхность Европы, оставляет отпечаток пальца. Если мы знаем, как выглядит этот отпечаток, мы сможем лучше понять природу любых органических веществ и возможных биосигнатур, которые могут быть обнаружены в будущих миссиях, будь то космический корабль, который пролетает мимо или приземляется на Европе ».
Когда Европа Клипер Миссия достигает системы Jovian, космический корабль будет вращаться вокруг Юпитера и проводит около 45 близких облетов Европы. Этот передовой набор научных приборов будет включать камеры, спектрометры, плазменные и радиолокационные приборы, которые будут исследовать состав поверхности Луны, ее океана и материал, выброшенный с поверхности.
«Команда миссии Europa Clipper изучает возможные пути орбиты, и предлагаемые маршруты проходят через многие регионы Европы, которые испытывают более низкий уровень радиации», - сказал Хэнд. «Это хорошая новость для наблюдения за потенциально свежим океаническим материалом, который не был сильно изменен отпечатком радиации».
С этой новой радиационной картой группа миссии сможет сузить круг возможных исследовательских площадок. Это, в свою очередь, увеличит вероятность того, что миссия орбитального корабля сможет разгадать давнюю тайну того, существует ли жизнь в системе Юпитера.
