Met een ruimtesonde dat binnenkort wordt gelanceerd, hopen wetenschappers antwoorden te krijgen op de vraag of er in de oceaan onder de ijzige korst van de Jupitermaan Europa ingrediënten aanwezig zijn die geschikt zijn voor leven. Diep onder zijn ijskorst zou de maan Europa wel eens gematigd en voedselrijk kunnen zijn, een ideale omgeving voor een vorm van leven, wat wetenschappers “bewoonbaar” zouden noemen.
NASA mikt nu op een lancering niet eerder dan maandag 14 oktober met een Falcon Heavy raket van SpaceX vanaf lanceerplatform 39A op NASA's Kennedy Space Center in Florida. Europa Clippers langgerekte baan rond Jupiter zal de blootstelling van de onbemande ruimtesonde aan intense straling minimaliseren en het tegelijkertijd in staat stellen om de maan Europa van dichtbij te passeren. Met behulp van een formidabele reeks instrumenten voor elk van de 49 vliegbewegingen van de missie zullen wetenschappers kunnen “zien” hoe dik het ijzige schild van de maan is en meer inzicht krijgen in de enorme oceaan eronder. Ze inventariseren materiaal op het oppervlak dat van onderaf kan zijn gekomen, zoeken naar de vingerafdrukken van organische verbindingen die de bouwstenen van het leven vormen en nemen monsters van gassen die van de maan worden uitgestoten om bewijs te vinden voor bewoonbaarheid. Missie wetenschappers zullen de resultaten analyseren en onder het bevroren omhulsel van de maan op zoek gaan naar tekenen van een waterwereld die leven kan ondersteunen. “Het is belangrijk voor ons om een beeld te schetsen van hoe die buitenaardse oceaan eruit ziet, het soort chemie of zelfs biochemie dat daar zou kunnen plaatsvinden,” zegt Morgan Cable, astrobioloog en lid van het Europa Clipper wetenschapsteam van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië, dat de missie beheert.
Onderzoek naar ijs
Centraal in dat werk staat de zoektocht naar de soorten zouten, ijs en organisch materiaal die de hoofdingrediënten vormen van een bewoonbare wereld. Dat is waar een beeldvormer met de naam MISE (Mapping Imaging Spectrometer for Europa) om de hoek komt kijken. MISE werkt in het infrarood en verdeelt gereflecteerd licht in verschillende golflengten om de overeenkomstige atomen en moleculen te identificeren. De missie zal ook proberen om potentiële hete plekken in de buurt van Europa's oppervlak te lokaliseren, waar pluimen diep oceaanmateriaal naar het oppervlak zouden kunnen brengen, met behulp van een instrument genaamd E-THEMIS (Europa Thermal Emission Imaging System), dat ook in het infrarood werkt. Het vastleggen van scherp gedetailleerde beelden van Europa's oppervlak met zowel een smalbeeld- als een breedbeeldcamera is de taak van de EIS (Europa Imaging System). “De EIS-beeldvormers zullen ons ongelooflijk hoge resolutiebeelden geven om te begrijpen hoe het oppervlak van Europa is geëvolueerd en nog steeds verandert,” zei Cable.
Artistieke impressie over de inwendige samenstelling van de Jupitermaan Europa - Illustratie: NASA/JPL
Gassen en korrels
NASA's Cassini-missie zag een gigantische waterdamppluim uit meerdere stralen opstijgen nabij de zuidpool van Saturnus' met ijs bedekte maan Enceladus. Europa kan ook nevelige waterpluimen uitzenden, afkomstig uit zijn oceaan of reservoirs in zijn omhulsel. Het instrument van Europa Clipper, Europa-UVS (Europa Ultraviolet Spectrograph), zoekt naar waterpluimen en bestudeert materiaal dat de ruimte in kan stromen. Of Europa nu wel of geen pluimen heeft, het ruimteschip heeft twee instrumenten aan boord om de kleine hoeveelheid gas- en stofdeeltjes te analyseren die van het maanoppervlak worden uitgestoten door inslagen met micrometeorieten en hoogenergetische deeltjes: MASPEX (MAss SPectrometer for Planetary EXploration/Europa) en SUDA (SUrface Dust Analyzer) zullen de kleine stukjes materiaal die van het oppervlak worden geworpen opvangen en omzetten in geladen deeltjes om hun samenstelling te onthullen. “Het ruimteschip zal het gas en de korrels die van Europa afkomen bestuderen door zijn tong uit te steken en die korrels te proeven en die gassen in te ademen,” zei Cable.
Binnen en buiten
De missie zal ook op verschillende manieren naar de externe en interne structuur van Europa kijken, omdat beide verstrekkende gevolgen hebben voor de bewoonbaarheid van de maan. Om inzicht te krijgen in de dikte van de ijslaag en het bestaan van de oceaan, samen met de diepte en het zoutgehalte ervan, zal de missie het geïnduceerde magnetische veld van de maan meten met de ECM (Europa Clipper Magnetometer) en die gegevens combineren met metingen van elektrische stromen van geladen deeltjes die rond Europa stromen - gegevens geleverd door PIMS (Plasma Instrument for Magnetic Sounding).
Daarnaast zullen wetenschappers op zoek gaan naar details over alles van de aanwezigheid van de oceaan tot de structuur en topografie van het ijs met behulp van REASON (Radar for Europa Assessment and Sounding to Near-surface), dat tot 29 kilometer in de schil zal turen, zelf een potentieel bewoonbare omgeving. Het meten van de veranderingen in radiosignalen die Europa's zwaartekracht veroorzaakt, moet helpen om de ijsdikte en de diepte van de oceaan vast te stellen. “Niet-ijzige materialen aan het oppervlak kunnen verplaatst worden naar diepe, zilte waterzakken in de ijskorst,” zegt Steve Vance, astrobioloog en geofysicus en lid van het Europa Clipper wetenschapsteam bij JPL. “Sommige zouden groot genoeg kunnen zijn om als meren of op zijn minst vijvers beschouwd te worden.”
Het gebruik van de verzamelde gegevens voor uitgebreide computermodellen van Europa's inwendige structuur zou ook de samenstelling van de oceaan kunnen onthullen en schattingen van het temperatuurprofiel mogelijk kunnen maken, aldus Vance. Wat voor omstandigheden er ook ontdekt worden, de bevindingen zullen een nieuw hoofdstuk openen in de zoektocht naar leven buiten de aarde. “Het is bijna zeker dat Europa Clipper evenveel of meer vragen zal oproepen dan beantwoorden - een heel andere klasse dan waar we de afgelopen 25 jaar aan hebben gedacht,” zei Vance.
De Europa Clipper missie
De drie belangrijkste wetenschappelijke doelen van Europa Clipper zijn het bepalen van de dikte van het ijzige omhulsel van de maan en de interacties met de oceaan eronder, het onderzoeken van de samenstelling en het karakteriseren van de geologie. De gedetailleerde verkenning van Europa door de missie zal wetenschappers helpen om het astrobiologische potentieel voor bewoonbare werelden buiten onze planeet beter te begrijpen. NASA's Jet Propulsion Laboratory wordt beheerd door Caltech in Pasadena, Californië, en leidt de ontwikkeling van de Europa Clipper missie in samenwerking met het Johns Hopkins Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland, voor NASA's Science Mission Directorate in Washington. APL heeft de hoofdromp van het ruimteschip ontworpen in samenwerking met JPL en NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, NASA's Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, en NASA's Langley Research Center in Hampton, Virginia. Het Planetary Missions Program Office op Marshall voert het programmamanagement uit van de Europa Clipper missie. NASA's Launch Services Program, gevestigd op Kennedy, beheert de lanceerdienst voor het Europa Clipper ruimtevaartuig, dat zal worden gelanceerd met een SpaceX Falcon Heavy raket vanaf lanceerplatform 39A op Kennedy.
Bron: NASA
