НАСА планує «послухати» лід Європи, щоб дізнатися, що під ним
Між Europa Clipper і пропонованим Europa Lander НАСА дало зрозуміти, що має намір відправити місію на цю крижану місяць Юпітера в найближче десятиліття. З тих пір, як в 1973 і 1974 роках на орбіті «Вояджер 1» і «2» були проведені експериментальні зйомки літаючих лун місяця, які запропонували перші ознаки теплого водного океану в глибині місяця - вчені прагнули вирватися під поверхню і подивитися, що там,
З цією метою НАСА надало грант групі дослідників з Університету штату Арізона, щоб побудувати і протестувати спеціально розроблений сейсмометр, який посадковий апарат буде використовувати для прослуховування інтер'єру Європи. Цей прилад, відомий як сейсмометр для дослідження подповерхності Європи (SESE), допоможе вченим визначити, чи сприяє інтер'єр Європи життя.
Згідно профілем Europa Lander, цей мікрофон буде встановлений на роботизований зонд. Як тільки він досяг поверхні Місяця, сейсмометр почне збирати інформацію про надра Європи. Це буде включати дані про його природних припливах і рухах всередині оболонки, які визначали б товщину крижаної поверхні.
Це також визначило б, чи є у поверхні кишені води - тобто підповерхневі озера - і подивитися, як часто вода піднімається на поверхню. Протягом деякого часу вчені підозрювали, що «хаотична місцевість» Європи буде ідеальним місцем для пошуку доказів життя. Вважається, що ці особливості, які в основному представляють собою безладний безлад хребтів, тріщин і рівнин, є плямами, в яких підповерхневий океан взаємодіє з крижаною корою.
Таким чином, будь-які докази органічних молекул або біологічних організмів найлегше знайти там. Крім того, астрономи також виявили водяні плюмами, що надходять з поверхні Європи. Вони також вважаються однією з кращих ставок для пошуку доказів життя в інтер'єрі. Але перш, ніж їх можна буде досліджувати безпосередньо, визначення того, де знаходяться водойми води під льодом, і якщо вони пов'язані з внутрішнім океаном, має першорядне значення.
І саме тут вступають в гру інструменти, подібні SESE. Hongyu Yu є інженером систем розвідки зі Школи Землі і космічних досліджень ASU і лідером команди SESE. Як він заявив в недавній статті ASU Now: «Ми хочемо почути, що Європа повинна нам розповісти. А це означає, що на поверхні Європи потрібно надіти чутливе «вухо».
Хоча ідея «Європа Ландер» все ще знаходиться на стадії розробки концепції, НАСА працює над розробкою всіх необхідних компонентів для такої місії. Таким чином, вони надали групі ASU грант на розробку і випробування свого мініатюрного сейсмометра, який вимірює не більше 10 см (4 дюйма) на боці і легко може бути встановлений на борту роботизованого посадкового пристрою.
Що ще більш важливо, їх сейсмометр відрізняється від звичайних конструкцій тим, що він не покладається на датчик маси і пружини. Така конструкція була б погано пристосована для місії в інший орган нашої Сонячної системи, оскільки вона повинна бути розміщена вертикально, що вимагає ретельної посадки і не порушується. Більш того, датчик повинен бути розміщений в повному вакуумі для забезпечення точних вимірювань.
Використовуючи мікроелектріческую систему з рідким електролітом для датчика, Ю. і його команда створили сейсмометр, який може працювати в більш широкому діапазоні умов. «Наш дизайн дозволяє уникнути всіх цих проблем», - сказав він. «Ця конструкція має високу чутливість до широкого діапазону вібрацій і може працювати під будь-яким кутом до поверхні. І при необхідності вони можуть сильно вдарити по землі.
Як пояснив Ленор Дай, інженер-хімік і директор Школи інженерних наук, транспорту та енергетики ASU, дизайн також робить SESE добре підходить для вивчення екстремальних умов, таких як крижана поверхня Europa. «Ми раді можливості розробити електроліти та полімери за межами їхніх традиційних температурних обмежень», - сказала вона. «Цей проект також ілюструє співпрацю між дисциплінами».
SESE також може здійснювати побої, не порушуючи показання датчика, які були перевірені, коли команда вдарила його кувалдою і виявила, що вона все ще працює після цього. За словами сейсмолога Едварда Гарнер, який також є членом команди SESE, це стане в нагоді. За його словами, у Landers зазвичай шість-вісім ніжок, які можуть бути пов'язані з сейсмометрами, щоб перетворити їх в наукові інструменти.
Наявність цього безлічі датчиків на посадочній площадці дасть вченим можливість комбінувати дані, дозволяючи їм долати проблему змінних сейсмічних коливань, зареєстрованих кожним. Таким чином, забезпечення того, щоб вони були міцними, є обов'язковим.
Сейсмометри повинні з'єднуватися з твердим грунтом, щоб працювати найбільш ефективно. Якщо на кожній нозі є сейсмометр, вони можуть бути виштовхнуті на поверхню при посадці, добре стикаючись із землею. Ми також можемо сортувати високочастотні сигнали від більш довгих хвиль. Наприклад, невеликі метеорити, що потрапляють на поверхню не надто далеко, будуть генерувати високочастотні хвилі, а припливи гравітаційних буксирів із супутників Юпітера і Європи будуть тривалими повільними хвилями.
Такий пристрій також може виявитися важливим для місій в інших «океанських світах» в Сонячній системі, в тому числі Церера, Ганімеда, Каллісто, Енцелада, Титана і інших. На цих тілах також вважають, що життя може дуже добре існувати в теплих водяних океанах, які лежать під поверхнею. Таким чином, компактний, надійний сейсмометр, здатний працювати в екстремальних умовах, ідеально підходить для вивчення їх інтер'єрів.
Більш того, такі місії могли б виявити, де льодовикові покриви на цих тілах найтонші, і, отже, там, де внутрішні океани є найбільш доступними. Як тільки це буде зроблено, НАСА і інші космічні агентства точно дізнаються, куди відправити в зонд (або, можливо, роботизовану підводний човен). Хоча нам доведеться чекати кілька десятиліть на цьому!
Посилання: Всесвіт сьогодні, ASU Now
