Между Europa Clipper и предлагаемым Europa Lander НАСА ясно дало понять, что оно собирается отправить миссию на эту ледяную луну Юпитера в ближайшее десятилетие. С тех пор как Вояджер 1 а также 2 Зонд проводил свои исторические полеты на Луну в 1973 и 1974 годах, что дало первые признаки теплого океана во внутренней части Луны. Ученые стремились подняться под поверхность и посмотреть, что там.
С этой целью НАСА предоставило грант команде исследователей из Университета штата Аризона для создания и испытания специально разработанного сейсмометра, который посадочный аппарат использовал бы для прослушивания интерьера Европы. Это устройство, известное как сейсмометр для изучения недр Европы (SESE), поможет ученым определить, способствует ли внутреннее пространство Европы жизни.
Согласно профилю для Europa Lander, этот микрофон будет установлен на роботизированном зонде. Как только он достигнет поверхности Луны, сейсмометр начнет собирать информацию о подземной среде Европы. Это будет включать данные о его естественных приливах и движениях внутри раковины, которые будут определять толщину ледяной поверхности.
Было бы также определить, есть ли на поверхности карманы воды, то есть подземные озера, и посмотреть, как часто вода поднимается на поверхность. В течение некоторого времени ученые подозревали, что «ландшафт хаоса» Европы будет идеальным местом для поиска доказательств жизни. Считается, что эти особенности, которые в основном представляют собой беспорядочную путаницу хребтов, трещин и равнин, являются точками, в которых подземный океан взаимодействует с ледяной коркой.
Таким образом, любое свидетельство органических молекул или биологических организмов будет легче найти там. Кроме того, астрономы также обнаружили водяные струи, исходящие с поверхности Европы. Они также считаются одной из лучших ставок для поиска доказательств жизни в интерьере. Но прежде чем их можно будет исследовать непосредственно, первостепенное значение имеет определение того, где резервуары воды находятся подо льдом и связаны ли они с внутренним океаном.
И именно здесь в игру вступают такие инструменты, как SESE. ХонЮ Ю - инженер-исследователь в Школе исследования Земли и космоса АГУ и руководитель группы SESE. Как он заявил в недавней статье ASU Now: «Мы хотим услышать, что скажет нам Европа. А это означает, что нужно держать чувствительное «ухо» на поверхности Европы ».
Хотя идея Europa Lander все еще находится на стадии разработки концепции, NASA работает над созданием всех необходимых компонентов для такой миссии. Таким образом, они предоставили команде ASU грант на разработку и тестирование своего миниатюрного сейсмометра, размеры которого не превышают 10 см (4 дюйма) по бокам и который можно легко установить на борт робота.
Что еще более важно, их сейсмометр отличается от традиционных конструкций тем, что он не опирается на датчик массы и пружины. Такой дизайн был бы неподходящим для миссии в другое тело в нашей Солнечной системе, так как он должен быть расположен в вертикальном положении, что требует, чтобы он был аккуратно посажен и не нарушен. Более того, датчик должен быть помещен в полный вакуум для обеспечения точных измерений.
Используя микроэлектрическую систему с жидким электролитом для датчика, Ю и его команда создали сейсмометр, который может работать в более широком диапазоне условий. «Наш дизайн позволяет избежать всех этих проблем», - сказал он. «Эта конструкция обладает высокой чувствительностью к широкому диапазону вибраций и может работать под любым углом к поверхности. И при необходимости они могут сильно упасть на землю при приземлении ».
Как объяснил Леноре Дай - инженер-химик и директор Школы инженерии материалов, транспорта и энергетики АГУ, дизайн также делает SESE хорошо подходящей для изучения экстремальных сред, таких как ледяная поверхность Европы. «Мы рады возможности разрабатывать электролиты и полимеры за пределами их традиционных температурных пределов», - сказала она. «Этот проект также иллюстрирует сотрудничество между дисциплинами».
SESE также может биться, не ставя под угрозу показания датчиков, что было проверено, когда команда ударила его кувалдой и обнаружила, что он все еще работал после этого. По словам сейсмолога Эдварда Гарнеро, который также является членом команды SESE, это пригодится. Он утверждает, что ландеры обычно имеют от шести до восьми опор, которые могут быть соединены с сейсмометрами, чтобы превратить их в научные приборы.
Наличие такого количества датчиков на посадочной площадке даст ученым возможность комбинировать данные, что позволит им преодолеть проблему переменных сейсмических колебаний, регистрируемых каждым из них. Таким образом, обеспечение их прочности является обязательным условием.
«Сейсмометры должны соединяться с твердой землей, чтобы работать наиболее эффективно. Если каждая нога несет сейсмометр, они могут быть выброшены на поверхность при посадке, обеспечивая хороший контакт с землей. Мы также можем отсортировать высокочастотные сигналы от более длинных. Например, небольшие метеориты, ударяющиеся о поверхность не слишком далеко, будут генерировать высокочастотные волны, а приливы гравитационных толчков с соседних спутников Юпитера и Европы будут создавать длинные медленные волны ».
Такое устройство также может оказаться решающим для миссий в других «океанских мирах» в пределах Солнечной системы, включая Цереру, Ганимед, Каллисто, Энцелад, Титан и другие. Также считается, что на этих телах жизнь вполне может существовать в теплых океанах, которые лежат под поверхностью. Таким образом, компактный, прочный сейсмометр, который способен работать в экстремальных температурных условиях, был бы идеальным для изучения их интерьеров.
Более того, подобные миссии позволят выявить, где ледяные покровы на этих телах самые тонкие и, следовательно, где внутренние океаны наиболее доступны. Как только это будет сделано, НАСА и другие космические агентства будут точно знать, куда отправить зонд (или, возможно, роботизированную подводную лодку). Хотя нам, возможно, придется подождать несколько десятилетий на этом!
