Michał Michałowski: Co się kryje pod lodem Europy?

W poszukiwaniu życia na innych księżycach

Mroczny ocean rozciągający się od bieguna do bieguna, w którym unosi się coś więcej niż różnorodne pierwiastki? Na wyjaśnienie tej tajemnicy przyjdzie nam poczekać jeszcze co najmniej kilka lat (oby!), kiedy to rozpocznie się jedna z ważniejszych bezzałogowych misji eksploracyjnych Układu Słonecznego – Europa Clipper. Jej nazwa pochodzi od rodzaju szybkich żaglowców używanych w XIX wieku do przewożenia towarów i załóg oraz nieformalnych regat. Idealnie dobrana dla sondy, która podobnie jak klipery na ziemskich wodach będzie żeglować po orbicie tego jowiszowego księżyca.

Księżyc Galileusza

Zanim wyruszymy w rejs, przyjrzyjmy się bliżej Europie. Ten czwarty pod względem wielkości naturalny satelita Jowisza na zdjęciach prezentuje się jako bladoniebieska kula pokryta obcym układem krwionośnym. Po raz pierwszy został dostrzeżony na niebie, wraz z trzema innymi obiektami, 7 stycznia 1610 roku przez Galileusza. Lodowa pokrywa rozciągająca się na całym księżycu usiana jest kraterami po uderzeniach meteorytów, a widoczne czerwone kanały to pęknięcia wypełnione materiałem (sole i uwodniony kwas siarkowy) wyniesionym przez wodę spod powierzchni. Silne pole grawitacyjne Jowisza oddziałuje na lodową skorupę – w zależności od wysokości orbity księżyca spiętrza się lub rozwiera, przemeblowując europejski krajobraz.

Europa ma warstwę atmosfery, składającą się niemal w całości z tlenu cząsteczkowego, nienadającą się jednak do oddychania.

O oceanie ciągnącym się prawdopodobnie 90 kilometrów w głąb księżyca wiemy dzięki misji sondy Galileo, która wykonała w roku 1999 wiele bliskich przelotów po niskich orbitach. Od zimnej próżni oddziela go według obliczeń opartych na rozmiarach kraterów uderzeniowych minimum 19 kilometrów lodu. Dzięki obserwacjom z teleskopu Hubble’a wiemy, że powierzchnia księżyca jest aktywna geologicznie i bogata w gejzery, które wyrzucają w górę strumienie wody. Niestety, nawet jeśli zawierałaby ona dowody na obecność życia pod lodową skorupą, te nie przetrwałyby intensywnego i nieustannego bombardowania promieniowaniem pochodzącym z Jowisza. Europa ma cienką i rozrzedzoną warstwę atmosfery, składającą się niemal w całości z tlenu cząsteczkowego, nienadającą się jednak do oddychania.

Wielu naukowców przypuszcza, że na Europie mogły powstać prymitywne formy życia. Ogromny akwen, chroniony przez kilometrową warstwę lodu, zawierający różnorodne pierwiastki, w którym woda jest w stałym ruchu (cieplejsza kieruje się ku powierzchni, a zimniejsza opada w kierunku jądra) – to warunki pozwalające teoretyzować o istnieniu życia. Na łamach sierpniowego wydania magazynu Nature Astronomy grupa badaczy z laboratorium Jet Propulsion Laboratory (JPL; Laboratorium Napędu Odrzutowego) NASA postawiła tezę, że chociaż na powierzchni księżyca poziom promieniowania jest zabójczy dla materii organicznej, która dosłownie się rozpada, to już kilkadziesiąt centymetrów pod lodem może ona przetrwać. Im lepiej zrozumiemy to zjawisko, tym bliżej będziemy odpowiedzi na pytanie o obecność życia na Europie.

misja Europa Clipper
Wpływ promieniowania na Europę. fot. NASA/JPL-CALTECH
Misja Clippera

Start pionierskiej rakiety SLS (Space Launch System) z sondą Europa Clipper planowany jest w roku 2022. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z przewidywaniami, po trzech latach lotu powinna ona dotrzeć do Jowisza. W związku z powolnymi postępami w pracy nad konstrukcją rakiety rozważany jest wybór innej formy wyrwania się poza orbitę, w tym skorzystanie z Falcon Heavy lub Delta IV Heavy. Ostateczna decyzja ma zostać podjęta do końca 2018 roku, a sześciotonową sondę bez większego problemu będzie można zaadaptować do innego niż SLS systemu wynoszącego. Według ostatniego raportu GAO, amerykańskiego odpowiednika Najwyższej Izby Kontroli, praca nad rozwojem misji przebiega zgodnie z planem, a wszystkie problemy rozwiązywane są na bieżąco.

Cel misji Clippera to zbadanie lodowej pokrywy i wykrycie podpowierzchniowej wody w stanie ciekłym.

1
2