Explorarea Europei

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

1leftarrow blue.svg Intrare principală: Europa (astronomie) .

Explorarea Europei a avut loc în principal prin sondele lansate pentru explorarea lui Jupiter . Este considerată o prioritate de către principalele agenții spațiale, [1] [2] care văd mediul lunii ca un habitat potrivit pentru găzduirea vieții.

Primele informații au fost obținute în anii șaptezeci din survolele sondelor Pioneer ( 10 și 11 ) și Voyager . Majoritatea informațiilor pe care le avem, totuși, provin din observațiile navei spațiale Galileo , care, în cei opt ani de activitate în sistemul Jupiter (1995-2003), a făcut numeroase zboruri lunare apropiate ale lunii.

Pentru viitor, au fost făcute diverse propuneri de misiune, atât pentru explorarea lui Jupiter, cât și pentru explorarea directă a Europei. Următoarea sondă care va fi plasată pe orbită în jurul planetei va fi Juno (a cărei lansare a avut loc în 2011), dar al cărei obiectiv principal va fi studiul magnetosferei planetei dintr-o perspectivă polară. Pentru a doua decadă a secolului 21, este planificată misiunea sistemului Europa Jupiter , o misiune care constă din două sonde, dintre care una este destinată în special studiului Europei, în jurul căruia ar trebui să intre pe orbită.

Considerent general

Europa, capturată de sonda Galileo .

Europa este considerată de comunitatea științifică ca unul dintre obiectivele principale ale explorării spațiale a sistemului solar exterior . [1] [2] [3] Acest interes este dictat de ipoteza concretă că viața poate exista în ocean sub suprafață, [3] [4] [5] într-un mediu similar cu cel al izvoarelor hidrotermale prezente pe Aterizați adânc în ocean sau la fundul lacului Vostok , Antarctica . În prezent, nu există dovezi că există forme de viață pe Europa, dar prezența apei lichide este atât de probabilă încât întărește cererile de trimitere a sondelor pentru investigare.

Se așteaptă ca o misiune în Europa să confirme (sau să infirme) existența oceanului sub suprafață folosind măsurători gravimetrice sau dispozitive radar ; prin fotografii de înaltă rezoluție s-ar putea deduce originea caracteristicilor suprafeței și spectroscopii ar putea indica compoziția acestora. Dacă un mic lander ar fi combinat cu eventualul orbitator, ar putea fi determinată compoziția chimică in situ a suprafeței și, cu măsurători adecvate ale undelor seismice, nivelul de activitate al lunii și grosimea gheții.

În ciuda acestui fapt, au avut loc o serie de începuturi false care au dus la diverse întârzieri în ceea ce privește solicitările comunității științifice. [3]

Dincolo de interesul considerabil pentru Europa însăși, studierea lunilor de gheață din Jupiter este, de asemenea, de o importanță deosebită pentru evaluarea habitabilității mediului din jurul giganților gazoși , în special în lumina numeroaselor corpuri planetare aparținând acestei clase descoperite în afara sistemului solar. [6] [7]

Nevoi tehnice

La cerințele tehnice necesare pentru o misiune normală îndreptată către Jupiter , [8] se adaugă unele particularități ale mediului înconjurător din Europa, dintre care cea mai semnificativă este valoarea ridicată a radiației pe care o întâlnește sonda, fiind Europa situată bine în interiorul magnetosfera planetei. În special, Europa primește aproximativ 540 rem de radiații pe zi. [9]

În plus, cantitatea de combustibil necesară pentru a ajunge la Jupiter este adăugată la cantitatea necesară pentru introducerea pe orbită în jurul Europei.

Închideți zboruri

Suprafața Europei fotografiată de Voyager 2 .

Anii șaptezeci

Mai multe sondaje lansate pentru a explora Jupiter au explorat Europa în detaliu. Primele au fost Pionierii 10 și 11 , respectiv , în 1973 și 1974, nici unul dintre care, cu toate acestea, cu condiția multe informații despre satelitul. Imaginile colectate, de fapt, erau confuze și de calitate slabă. [10]

Următoarele sonde au fost Voyager 1 și 2 în 1979 . Au oferit imagini de o calitate mai bună și cu mai multe detalii, deși zborurile erau în orice caz îndepărtate: cea mai îngustă, cea a Voyager 2 , a avut loc la 9 iulie 1979 la o distanță minimă de 205.720 km. [11] Suprafața Europei părea a fi alcătuită din câmpii de culoare galben pal, brazdate cu dungi roșii și maronii, [10] fisuri lungi de mii de kilometri, dar relativ joase. Europa s-a dovedit a fi unul dintre cele mai „netede” obiecte din sistemul solar . [10] De la aceste prime imagini s-a avansat deja ipoteza că un ocean, chiar și adânc de 50 km, ar putea exista sub suprafață. [12]

Imagine a suprafeței Europei realizată de sonda Galileo .

Misiunea Galileo

În 1995, nava spațială Galileo a intrat pe orbita în jurul lui Jupiter și a efectuat unsprezece zboruri apropiate ale Europei în timpul misiunii sale, [10] [13] [14] dintre care cea mai îngustă a avut loc la doar 200 km de suprafața lunii. [15]

În imaginile Galileo , Europa a apărut ca o minge de cristal spartă, ale cărei bucăți au fost apoi puse la loc. [10] A fost detectată prezența unui număr limitat de cratere de impact , confirmând activitatea recentă de reînnoire a suprafeței din punct de vedere geologic și confirmată prezența unei atmosfere fragile. [16] Importanța atribuită de savanți Europei a determinat că a doua parte a misiunii sondei a fost dedicată în mare parte studiului lunii. [13] În special, Misiunea Galileo Europa (GEM) a căutat alte elemente, cum ar fi prezența unui câmp magnetic , care ar putea confirma existența oceanului. Au fost efectuate, de asemenea, alte zboruri apropiate pentru a obține fotografii mai detaliate ale suprafeței. Un alt obiectiv al misiunii a fost studiul Io și al torului ionic asociat lunii.

Imagine a craterului Pwyll de pe suprafața Europei, realizată de sonda Galileo .

Galileo a fost cuprins de Jupiter într-un impact controlat la 21 septembrie 2003, menit să împiedice sonda să cadă ulterior pe Europa, contaminând-o. [17]

Misiuni recente

Sonda Cassini a traversat sistemul Jupiter în 2000, îndreptându-se spre Saturn . Ocazia a fost folosită pentru a colecta date despre Europa, în special despre atmosfera sa [18], precum și pentru a efectua observații ale planetei. Datele colectate de nava spațială au fost deosebit de utile deoarece erau comparabile cu măsurătorile Galileo , care era încă în funcțiune la acea vreme.

Sonda care a trecut recent prin sistemul Jupiter a fost New Horizons în 2007 , îndreptată spre Pluto . New Horizons a colectat hărți topografice și compoziționale ale lunii. [19] [20]

Misiuni viitoare

Cea mai recentă misiune spațială în sistemul Jupiter este Juno al NASA, a cărui lansare a avut loc pe 5 august 2011. Nava spațială, care a efectuat o manevră gravitatională cu praștie cu Pământul pentru a reduce costurile de călătorie, a ajuns la Jupiter în 2016. A fost apoi plasată pe un polar orbită în jurul planetei, ceea ce i-a permis să studieze atmosfera și magnetosfera planetei.

Impresia artistului despre misiunea sistemului Europa Jupiter în sistemul Jupiter : Jupiter Europa Orbiter sus, Jupiter Ganymede Orbiter mai jos.

Jupiter Europa Orbiter

Propusă pentru lansare în 2020 , Europa Jupiter System Mission (EJSM) este omisiune comună NASA /ESA de a explora lunile lui Jupiter. Aprobarea misiunii a fost supusă victoriei competiției de interes cu Misiunea Titan Saturn System , îndreptată spre Titan și Enceladus : alegerea a avut loc în februarie 2009 . [2] EJSM este format din Jupiter Europa Orbiter (JEO), construit de NASA, Jupiter Ganymede Orbiter (JGO), construit de ESA și, probabil, Jupiter Magnetospheric Orbiter , construit de JAXA .

Jupiter Europa Orbiter , în special, se va concentra pe studiul Europa și Io. Se așteaptă ca JEO să intre pe orbită în jurul lui Jupiter la șase ani de la lansare (în decembrie 2025). După efectuarea unui studiu prelungit al planetei, Io și torul ionic asociat lunii timp de aproximativ 30 de luni (perioadă în care, totuși, sunt așteptate zboruri strânse ale celorlalți sateliți Medici ), JEO va intra pe orbita Europei în 2028 Poziționat inițial pe o orbită polară de 200 km altitudine, orbitatorul va fi ulterior transferat pe o orbită mai îngustă, la 100 km de suprafață. Se preconizează că această fază va dura cel puțin nouă luni și se va încheia cu un impact asupra suprafeței lunii. [21]

Sonda va fi alimentată de un generator termoelectric radioizotopic (RTG) și va cântări între 61 și 160 kg. [22] Obiectivele misiunii vor fi: obținerea confirmării (sau negării) prezenței unui ocean sub suprafață; studiați stratul de gheață care acoperă suprafața, identificați compoziția sa, principalele caracteristici ale suprafeței, prezența siturilor de activitate geologică recentă și a viitoarelor situri adecvate pentru explorarea in situ ; stabiliți habitabilitatea lunii; să înțelegeți cum interacționează Europa cu sistemul Jupiter (în special, efectul de maree responsabil pentru încălzirea internă a lunii și interacțiunile atmosferei tenue și a câmpului magnetic cu plasma prezentă în magnetosfera lui Jupiter). [23]

Alte misiuni propuse

Jupiter Icy Moons Orbiter

O propunere anterioară de plasare a unui orbitator în jurul Europei a fost inclusă în misiunea NASA Jupiter Icy Moons Orbiter (literalmente „Satelit care orbitează lunile de gheață din Jupiter”), anulată în 2005 din cauza reducerilor bugetare ale agenției spațiale americane. [24]

Propulsia navei spațiale trebuia asigurată cu ajutorul unui generator de fisiune nucleară [25], care să alimenteze propulsoarele electrice . Nava spațială nu s-ar fi limitat la simple survolări ale lunilor lui Jupiter, ci ar fi posedat o autonomie suficientă pentru a-i permite să intre pe orbită în jurul lor și ulterior să se îndepărteze din nou spre următoarea țintă. [26] S-a luat în considerare oportunitatea transportului unui lander către Europa capabil să pătrundă în stratul de gheață și să ajungă în oceanul de sub suprafață.

Misiunea a fost extrem de ambițioasă [26], iar generatorul nuclear, elementul cheie care ar fi putut permite autonomia energetică largă de care era nevoie, nu era pregătit până în 2005 și ar fi fost necesare alte fonduri pentru dezvoltarea sa. În ciuda interesului ridicat al comunității științifice pentru Europa, președintele Bush a exclus definitiv finanțarea JIMO în propunerea de buget 2006 a NASA prezentată Congresului SUA în 2005. Mike Griffin, pe atunci director al NASA , a comentat decizia: [3]

«[ Jupiter Icy Moons Orbiter ] Nu a fost o misiune, din punctul meu de vedere, bine formulată. O misiune științifică în Europa este extrem de interesantă pe baze științifice. Rămâne o prioritate și vă puteți aștepta, în următorul an sau cam așa mai curând, pentru o misiune propusă în Europa, ca parte a liniei noastre științifice. Dar nu vom - nu, repet, nu - vom favoriza un sistem de propulsie nucleară pentru a atinge obiectivul "

Alte propuneri

Conceptul de Arta al cryobot și hydrobot

În lunga fază de dezvoltare a Jupiter Icy Moons Orbiter , au fost propuse diferite misiuni alternative: unele concepute cu intenția de a menține costurile scăzute, altele caracterizate prin soluții care erau chiar mai complexe din punct de vedere tehnologic decât JIMO și care ar fi trebuit să atingă obiective și mai ambițioase .

O primă propunere de misiune, încadrată în cadrul Programului Discovery , numită Ice Clipper (literalmente „tăietor de gheață”), ar fi adoptat o sondă de impact similară cu cea a misiunii Deep Impact . Propunerea, făcută în 1997, prevedea că impactorul se prăbușea într-un mod controlat pe suprafața Europei, generând un nor de resturi care urma să fie colectat de o mică sondă spațială care să zboare prin și să aducă materialul înapoi pe Pământ. pentru analiza ulterioară. [27] Fără necesitatea aterizării și decolării ulterioare a sondei de pe o orbită în jurul lui Jupiter sau Europa, soluția adoptată de Ice Clipper ar fi una dintre cele mai puțin costisitoare, deoarece cantitatea de combustibil necesară ar fi redusă.

S-au propus idei mai ambițioase pentru un lander capabil să găsească dovezi ale existenței vieții care ar putea fi înghețate pe suprafața înaltă sau chiar să exploreze direct posibilul ocean sub gheața Europei.
O propunere este de a utiliza o sondă mare de topire (literalmente „sondă de topire”) nucleară ( criobot ) care ar traversa suprafața topind gheața până când ajung în oceanul de dedesubt. [28] [29] Societatea Planetară a susținut că săparea unui puț sub suprafață ar trebui să fie un obiectiv principal și ar oferi protecție împotriva radiațiilor joviene. Odată ce a ajuns în apă, sonda ar elibera un vehicul subacvatic autonom ( hidrobot ), care ar colecta informațiile și apoi le va transmite observatorilor de pe Pământ. Atât cryobot și hydrobot ar trebui să treacă prin sterilizare extremă pentru a preveni sonda de la detectarea organismelor terestre , mai degrabă decât orice viață nativă și la contaminarea a evita oceanului pe Europa. Nici această ultimă propunere de misiune nu a intrat în sesiunea de proiectare detaliată.

Notă

  1. ^ A b (EN) De ce Europa? , la www2.jpl.nasa.gov , Project Galileo, JPL. Adus pe 19 iulie 2010 .
  2. ^ a b c ( EN ) Cosmic Vision: Space Science for Europe 2015-2025 , în ESA Brochure , BR-247, 2005, pp. 1-111. Adus la 20 iulie 2010 . Link-ul către publicație, în format PDF, este prezent în partea de jos a paginii.
  3. ^ A b c d (EN) David Leonard, Europa Mission: Lost In NASA Budget pe space.com. Adus la 20 iulie 2010 .
  4. ^ (RO) David L. Chandler, Gheața subțire se deschide pe viață pe Europa , pe newscientist.com. Adus la 20 iulie 2010 .
  5. ^ (EN) Hazel Muir, Europa are materii prime pentru viață pe newscientist.com. Adus la 20 iulie 2010 .
  6. ^ Pentru informații suplimentare, consultați lista exoplanetelor .
  7. ^ Misiunea Jupiter Europa Orbiter - Studiu 2008: Raport final , p. 17 .
  8. ^ Pentru mai multe informații, consultați intrarea: Explorarea lui Jupiter
  9. ^ (EN) Frederick A. Ringwald, SPS 1020 (Introduction to Space Sciences) Notes Course (TXT) on zimmer.csufresno.edu, 29 februarie 2000. Accesat la 20 iulie 2010 (depus de 'url original 20 septembrie 2009) .
  10. ^ A b c d and (EN) Europe: Another Water World? , pe Lunile și inelele lui Jupiter , Project Galileo, JPL. Adus la 19 iulie 2010 (arhivat din original la 27 iulie 2007) .
  11. ^ (EN) Voyager 2 Full Timeline Mission , pe dmuller.net, Daniel Muller. Adus la 19 iulie 2010 (arhivat din original la 10 noiembrie 2009) . .
  12. ^ (EN) Voyager Jupiter Science Summary pe solarviews.com, Jet Propulsion Laboratory (JPL), 7 mai 1990. Adus 19 iulie 2010.
  13. ^ A b (EN) Europe, to Continuing Story of Discovery , pe www2.jpl.nasa.gov, Galileo Project, JPL. Adus la 19 iulie 2010 (arhivat din original la 5 ianuarie 1997) .
  14. ^ (RO) Ron Miller, William K. Hartmann, The Grand Tour: A Traveler's Guide to the Solar System, al treilea, Editura Workman, mai 2005, pp. 108-114, ISBN 0-7611-3547-2 .
  15. ^ (EN) Closest Europe Fly-by Marks Start of Galileo Mission "Part II" on www2.jpl.nasa.gov, Galileo Project, JPL, 16 December 1997. Accesat la 19 iulie 2010 (depus de ' url-ul original 27 februarie , 2010) .
  16. ^ (EN) Galileo Finds Europe Has An Atmosphere pe www2.jpl.nasa.gov, Galileo Project, JPL, 18 iulie 1997. Accesat la 19 iulie 2010 (depus de 'url original 2 aprilie 2009).
  17. ^ (EN) Galileo Jupiter To Gaste Before Take Final Plunge on www2.jpl.nasa.gov, Galileo Project, JPL, 17 septembrie 2003. Accesat la 19 iulie 2010 (depus de 'url original 31 iulie 2010).
  18. ^ (EN) CJ Hansen și colab. , Observații UVIS Cassini ale atmosferei și torului de oxigen din Europa , în Icarus , vol. 176, nr. 2, 2005, pp. 305-315, DOI : 10.1016 / j.icarus.2005.02.007 .
  19. ^ (RO) Vehiculul spațial New Horizons Pluto-Bound primește un impuls de la Jupiter , pe spacedaily.com, Space Daily. Adus la 6 mai 2009 .
  20. ^ (EN) WM Grundy, Buratti, BJ; Cheng, AF și colab. , New Horizons Mapping of Europa și Ganymede , în Știință , vol. 318, 2007, pp. 234-237, DOI : 10.1126 / science.1147623 . Adus pe 5 mai 2009 .
  21. ^ Misiunea Jupiter Europa Orbiter - Studiu 2008: Raport final , p. 14 .
  22. ^ Misiunea Jupiter Europa Orbiter - Studiu 2008: Raport final , p. 23 .
  23. ^ Misiunea Jupiter Europa Orbiter - Studiu 2008: Raport final , p. 32 .
  24. ^ (EN) Jupiter Icy Moons Orbiter Victima reducerii bugetului , pe planetsurveyor.com, Planet Surveyor. Adus la 6 mai 2009 (arhivat din original la 5 martie 2016) .
  25. ^ (EN) Jupiter Icy Moons Orbiter (JIMO) pe daviddarling.info, Enciclopedia Internet a Științei. Adus la 6 mai 2009 .
  26. ^ A b (EN) Jupiter Icy Moons Orbiter Fact Sheet (PDF), pe nssdcftp.gsfc.nasa.gov, NASA. Adus la 19 iulie 2010 (arhivat din original la 4 august 2009) .
  27. ^ (EN) Europe Ice Clipper [ link broken ] , pe astrobiology.com , Astrobiology Web. Accesat la 20 iulie 2010 .
  28. ^ (EN) Joan Horvath și colab. , Căutarea activității biogene de gheață și ocean pe Europa și pe Pământ , în Instrumente, metode și misiuni pentru investigarea microorganismelor extraterestre , RB Hoover, 1997, pp. 490-500. Adus la 20 iulie 2010 .
  29. ^ (EN) W. Zimmerman și colab. , Un criobot alimentat cu radioizotop pentru penetrarea învelișului de gheață Europan ( PDF ), în AIP Conf. Proc. , Vol. 552, nr. 1, 2001, pp. 707-715, DOI : 10.1063 / 1.1357997 . Adus la 20 iulie 2010 (arhivat din original la 12 august 2011) .

Elemente conexe

linkuri externe