Seit dem Galileo Die Sonde lieferte überzeugende Beweise für die Existenz eines globalen Ozeans unter der Oberfläche Europas in den 1990er Jahren. Wissenschaftler haben sich gefragt, wann wir möglicherweise eine weitere Mission zu diesem eisigen Mond senden und nach möglichen Lebenszeichen suchen können. Die meisten dieser Missionskonzepte erfordern einen Orbiter oder Lander, der die Oberfläche Europas untersucht und das eisige Blatt nach Anzeichen von Biosignaturen durchsucht, die aus dem Inneren aufgetaucht sind.
Leider wird die Oberfläche Europas ständig von Strahlung bombardiert, die das an die Oberfläche transportierte Material verändern oder zerstören kann. Verwenden von Daten aus dem Galileo und Voyager 1 Ein Team von Wissenschaftlern hat kürzlich eine Karte erstellt, die zeigt, wie sich die Strahlung auf der Oberfläche Europas ändert. Wenn Sie dieser Karte folgen, können Sie zukünftige Missionen wie die der NASA durchführen Europa Clipper wird in der Lage sein, die Stellen zu finden, an denen Biosignaturen am wahrscheinlichsten noch vorhanden sind.
Wie viele Missionen durch die Untersuchung der Oberfläche Europas gezeigt haben, findet auf dem Mond ein periodischer Austausch zwischen dem Inneren und der Oberfläche statt. Wenn es Leben in seinem inneren Ozean gibt, könnte biologisches Material theoretisch an die Oberfläche gebracht werden, wo es untersucht werden könnte. Da die Strahlung des Jupiter-Magnetfelds dieses Material zerstören würde, sind alle wichtigen Fragen zu wissen, wo es am intensivsten ist, wie tief es geht und wie es das Innere beeinflussen könnte.
Wie Tom Nordheim, ein Wissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA, in einer kürzlich veröffentlichten Pressemitteilung der NASA erklärte:
„Wenn wir verstehen wollen, was an der Oberfläche Europas vor sich geht und wie sich das auf den Ozean darunter auswirkt, müssen wir die Strahlung verstehen. Was betrachten wir, wenn wir Materialien untersuchen, die aus dem Untergrund gekommen sind? Sagt uns das, was sich im Ozean befindet, oder ist dies mit den Materialien geschehen, nachdem sie abgestrahlt wurden? “
Um diese Frage zu beantworten, untersuchten Nordheim und seine Kollegen Daten von GalileoVorbeiflüge von Europa und Elektronenmessungen von der NASA Voyager 1 Raumfahrzeug. Bei genauer Betrachtung der Elektronen, die die Mondoberfläche sprengen, stellten Nordheim und sein Team fest, dass die Strahlungsdosen je nach Standort variieren. Die härteste Strahlung konzentriert sich in Zonen um den Äquator und die Strahlung nimmt näher an den Polen ab.
Die Studie, die ihre Ergebnisse beschreibt, erschien kürzlich in der Fachzeitschrift Natur unter dem Titel „Erhaltung potenzieller Biosignaturen im flachen Untergrund Europas“. Die Studie wurde von Nordheim geleitet und von Kevin Hand (ebenfalls mit dem JPL) und Chris Paranicas vom Johns Hopkins Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland, gemeinsam verfasst.
"Dies ist die erste Vorhersage der Strahlungswerte an jedem Punkt der europäischen Oberfläche und eine wichtige Information für zukünftige Europa-Missionen", sagte Paranicas. Jetzt, da die Wissenschaftler wissen, wo Regionen zu finden sind, die durch Strahlung am wenigsten verändert wurden, können sie Untersuchungsgebiete für die Region bestimmen Europa Clipper, eine von JPL geleitete Mission, die voraussichtlich bereits 2022 starten wird.
Für ihre Studie haben Nordheim und sein Team über eine herkömmliche zweidimensionale Karte hinaus 3D-Modelle erstellt, in denen untersucht wurde, wie weit die Strahlung unter der Oberfläche eindringt. Um zu testen, wie tief organisches Material vergraben werden müsste, um zu überleben, testeten Nordheim und sein Team die Wirkung von Strahlung auf Aminosäuren (die Grundbausteine für Proteine), um herauszufinden, wie sich die Strahlenexposition Europas auf potenzielle Biosignaturen auswirken würde.
Die Ergebnisse zeigen, wie tief Wissenschaftler während einer potenziellen zukünftigen Europa-Lander-Mission graben oder bohren müssen, um mögliche Biosignaturen zu finden. In den Zonen mit der höchsten Strahlung um den Äquator lag die Tiefe, in der Biosignaturen gefunden werden konnten, zwischen 10 und 20 cm (4 bis 8 Zoll). In den mittleren und hohen Breiten, näher an den Polen, verringern sich die Tiefen auf etwa 1 cm (0,4 Zoll). Wie von Hand angegeben:
„Die Strahlung, die die Oberfläche Europas bombardiert, hinterlässt einen Fingerabdruck. Wenn wir wissen, wie dieser Fingerabdruck aussieht, können wir die Natur aller organischen Stoffe und möglichen Biosignaturen, die bei zukünftigen Missionen entdeckt werden könnten, besser verstehen, seien es Raumschiffe, die vorbeifliegen oder auf Europa landen. “
Wenn die Europa Clipper Mission erreicht das Jupiter-System, das Raumschiff wird Jupiter umkreisen und etwa 45 enge Vorbeiflüge von Europa durchführen. Zu den fortschrittlichen wissenschaftlichen Instrumenten gehören Kameras, Spektrometer, Plasma- und Radarinstrumente, mit denen die Zusammensetzung der Mondoberfläche, des Ozeans und des von der Oberfläche ausgestoßenen Materials untersucht werden kann.
"Das Missionsteam von Europa Clipper untersucht mögliche Umlaufbahnen. Die vorgeschlagenen Routen führen über viele Regionen Europas, in denen weniger Strahlung auftritt", sagte Hand. "Das sind gute Nachrichten für die Betrachtung von potenziell frischem Meeresmaterial, das durch den Fingerabdruck der Strahlung nicht stark verändert wurde."
Mit dieser neuen Strahlungskarte kann das Missionsteam den Bereich möglicher Forschungsstandorte einschränken. Dies wiederum erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass die Orbiter-Mission das jahrzehntealte Rätsel lösen kann, ob es im jovianischen System Leben gibt oder nicht.
