Tra Europa Clipper e la proposta Europa Lander, la NASA ha chiarito che intende inviare una missione su questa gelida luna di Giove nel prossimo decennio. Da allora il Voyager 1 e 2 le sonde condussero i loro storici flybys della luna nel 1973 e nel 1974 - che offrivano le prime indicazioni di un oceano di acqua calda all'interno della luna - gli scienziati sono stati desiderosi di raggiungere il picco sotto la superficie e vedere cosa c'è.
A tal fine, la NASA ha concesso una sovvenzione a un team di ricercatori dell'Arizona State University per costruire e testare un sismometro appositamente progettato che il lander userebbe per ascoltare l'interno di Europa. Conosciuto come il sismometro per esplorare il sottosuolo di Europa (SESE), questo dispositivo aiuterà gli scienziati a determinare se l'interno di Europa è favorevole alla vita.
Secondo il profilo di Europa Lander, questo microfono verrebbe montato sulla sonda robotizzata. Una volta raggiunta la superficie della luna, il sismometro avrebbe iniziato a raccogliere informazioni sull'ambiente sotterraneo di Europa. Ciò includerebbe dati sulle sue maree e movimenti naturali all'interno del guscio, che determinerebbero lo spessore della superficie ghiacciata.
Determinerebbe anche se la superficie ha sacche d'acqua, ad esempio laghi sotterranei, e vedrebbe la frequenza con cui l'acqua sale alla superficie. Per qualche tempo, gli scienziati hanno sospettato che il "terreno del caos" di Europa sarebbe stato il luogo ideale per cercare prove della vita. Queste caratteristiche, che sono fondamentalmente un pasticcio confuso di creste, crepe e pianure, sono ritenute punti in cui l'oceano sotterraneo sta interagendo con la crosta ghiacciata.
Come tale, qualsiasi prova di molecole organiche o organismi biologici sarebbe più facile da trovare lì. Inoltre, gli astronomi hanno anche rilevato pennacchi d'acqua provenienti dalla superficie di Europa. Queste sono anche considerate una delle migliori scommesse per trovare prove della vita all'interno. Ma prima che possano essere esplorati direttamente, determinare dove risiedono i serbatoi d'acqua sotto il ghiaccio e se sono collegati all'oceano interno è fondamentale.
Ed è qui che entrano in gioco strumenti come il SESE. Hongyu Yu è un ingegnere del sistema di esplorazione della School of Earth and Space Exploration di ASU e il leader del team SESE. Come ha affermato in un recente articolo di ASU Now, “Vogliamo sapere cosa ci deve dire Europa. Ciò significa mettere un "orecchio" sensibile sulla superficie di Europa ".
Mentre l'idea di Europa Lander è ancora nella fase di sviluppo del concetto, la NASA sta lavorando per sviluppare tutti i componenti necessari per tale missione. Come tali, hanno fornito al team ASU una sovvenzione per sviluppare e testare il loro sismometro in miniatura, che misura non più di 10 cm su un lato e potrebbe essere facilmente montato a bordo di un lander robot.
Ancora più importante, il loro sismometro differisce dai progetti convenzionali in quanto non si basa su un sensore di massa e molla. Un tale progetto sarebbe inadatto per una missione in un altro corpo nel nostro Sistema Solare poiché deve essere posizionato in posizione verticale, il che richiede che sia accuratamente piantato e non disturbato. Inoltre, il sensore deve essere inserito in un vuoto completo per garantire misurazioni accurate.
Utilizzando un sistema microelettrico con un elettrolita liquido per un sensore, Yu e il suo team hanno creato un sismometro che può funzionare in una gamma più ampia di condizioni. "Il nostro design evita tutti questi problemi", ha detto. “Questo design ha un'alta sensibilità a una vasta gamma di vibrazioni e può operare con qualsiasi angolo rispetto alla superficie. E se necessario, possono colpire il terreno duramente all'atterraggio. "
Come ha spiegato Lenore Dai - ingegnere chimico e direttore della School for Engineering of Engineering of Matter, Transport and Energy - il design rende anche il SESE adatto per esplorare ambienti estremi, come la superficie ghiacciata di Europa. "Siamo entusiasti dell'opportunità di sviluppare elettroliti e polimeri oltre i loro limiti di temperatura tradizionali", ha affermato. "Questo progetto esemplifica anche la collaborazione tra discipline."
Il SESE può anche battere senza compromettere le letture del sensore, che è stato testato quando il team lo ha colpito con una mazza e ha scoperto che dopo ha funzionato. Secondo il sismologo Edward Garnero, che è anche un membro del team SESE, questo sarà utile. I lander in genere hanno da sei a otto zampe, sostiene, che potrebbero essere accoppiati con sismometri per trasformarli in strumenti scientifici.
Avere così tanti sensori sul lander darebbe agli scienziati la possibilità di combinare i dati, permettendo loro di superare il problema delle vibrazioni sismiche variabili registrate da ciascuno. Come tale, assicurarsi che siano robusti è un must.
“I sismometri devono connettersi con la terra solida per funzionare in modo più efficace. Se ogni gamba porta un sismometro, questi potrebbero essere spinti in superficie durante l'atterraggio, facendo un buon contatto con il suolo. Possiamo anche selezionare segnali ad alta frequenza da quelli a lunghezza d'onda più lunga. Ad esempio, i piccoli meteoriti che colpiscono la superficie non troppo lontano produrrebbero onde ad alta frequenza e le maree di rimorchiatori gravitazionali provenienti da Lune vicine di Giove e Europa farebbero onde lunghe e lente. "
Un tale dispositivo potrebbe anche rivelarsi cruciale per le missioni di altri "mondi oceanici" all'interno del Sistema Solare, che includono Cerere, Ganimede, Callisto, Encelado, Titano e altri. Anche su questi corpi, si ritiene che la vita potrebbe benissimo esistere negli oceani di acqua calda che giacciono sotto la superficie. Come tale, un sismometro compatto e robusto in grado di lavorare in ambienti con temperature estreme sarebbe l'ideale per studiare i loro interni.
Inoltre, missioni di questo tipo sarebbero in grado di rivelare dove le calotte glaciali su questi corpi sono più sottili e quindi dove gli oceani interni sono più accessibili. Fatto ciò, la NASA e altre agenzie spaziali sapranno esattamente dove inviare la sonda (o eventualmente il sottomarino robotizzato). Anche se potremmo dover aspettare qualche decennio su quello!
