Jupiters isiga måne Europa är en av de mest lockande världarna för utforskning - varför NASA-forskare är djupt i processen att utforma Europa Clipper, ett rymdskepp som är tänkt att knäcka sina hemligheter.
Europa Clipper kommer att lanseras så snart som 2023, sedan vandra ut till Jupitersystemet för cirka 40 nära pass över den mystiska isiga månen. När den anländer kommer rymdskeppet att samla viktig information om månens geologi, sammansättning och dolda inre hav. Men innan laget kan börja arbeta med att bygga rymdskeppet, har det en sista recension som ska passeras.
"Europa får vi inte riktigt - det finns dessa riktigt viktiga mysterier som vi försöker förstå", sa Robert Pappalardo, en planetforskare vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory och projektforskare för uppdraget, berättade Space.com. "[Europa Clipper] kommer att berätta så mycket om hur isiga månar fungerar ... och isiga månar är förmodligen de vanligaste beboeliga miljöerna i universum, så det är spännande." [Foton: Europa, Mysterious Icy Moon of Jupiter]
Allt liv på en isig måne skulle inte ligga på ytan: Det skulle vara gömt i inre hav, där dragningen av en närliggande planets tyngdkraft håller vattnet flytande. Allt liv som vi känner till det just nu behöver vatten. Dessutom kan geologisk aktivitet på havsbotten ge kemikalier till mikroorganismer som matas. och isen skulle blockera farlig strålning som pummlar ytan. Så även om det finns massor av annan vetenskap att göra i Europa, är att förstå dess livsmiljö - eller brist på det - en viktig del av uppdraget. "Människor bryr sig om det, människor vill veta om denna mystiska värld som kan hysa liv," sade Pappalardo. "Det är en väldigt viktig anledning att göra det."
Rymdskeppet kommer att ha en uppsättning av nio instrument utformade för att arbeta tillsammans för att lösa några av de stora mysterierna och för att bedöma hur bebodlig månen egentligen är. Under sitt besök kommer rymdskeppet att ligga inom 25 mil från Europas yta, och det enbart vädjar bra för forskare på uppdraget. "Vi kommer att få fantastiska bilder tillbaka," sa Christina Richey, personalforskare på Europa Clipper, till Space.com.
Det isskalet har massor av hemligheter, inte minst är hur tjockt det är. De vanligaste funktionerna på ytan är åsar, och forskare är inte säkra på hur de bildas. Spalter i isen kan låta havsvatten skjuta ut i rymden, vilket också händer på Saturnus mest berömda isiga måne, Enceladus.
Och det verkar finnas en slags process som involverar att flytta isbitar längs Europas yta, men detaljerna om vad som driver det är fortfarande ett mysterium. "Det finns så mycket ur en geologisk synvinkel som vi inte har sett ännu, och vi får bara inklingar," sa David Senske, biträdande projektforskare för Europa Clipper, till Space.com.
För att ta itu med dessa mysterier bygger rymdskeppet, dess instrument och dess chefer på taktik som utvecklats av tidigare uppdrag. Liksom Juno kommer rymdskeppet att förlita sig på solenergi i Jupitersystemets kalla räckvidd. Och precis som Cassini på Enceladus, kunde Clipper flyga genom plommon. [Water Plumes on Europa: The Discovery in Images]
Men det finns nya utmaningar också att ta itu med, som att välja en väg för rymdskeppet att följa runt Jupitersystemet, i en process som kallas banplanering, som Senske skämt kallar "svart magi". (Rymdskeppet kommer inte att kretsa runt Europa direkt, eftersom det skulle få för mycket strålning om det gjorde det. Men den begränsningen ger också fördelar - som att ta en titt på andra månar. "Jag råkar vara där," sade Richey. " Vem vill inte titta på planetkroppen som ser ut som en pox-ridit avgrund? ")
Banplanering är en komplicerad matematisk strävan, och det slutliga valet kommer att avgöra exakt vilken vetenskap som kan göras under uppdragets pass över Europa. Därför kommer banteamet med en mängd alternativ för lagen på varje instrument att utvärdera, för att välja den som har den bästa vetenskapliga potentialen totalt sett.
Det är en separat process från att bestämma rymdskeppets väg till Jupiter-systemet i första hand, som väntar på ett beslut från NASA om uppdragets lanseringsfordon. Clipper kommer att åka antingen byråns eget Space Launch System för en tre-årig resa eller ett SpaceX Falcon Heavy, vilket skulle sträcka resan till fem eller sex år.
Medan de väntar på ett beslut är teamet fokuserat på det nuvarande hinderet: att ta upp frågor som tas upp om recensioner av enskilda komponenter i projektet och hur de interagerar. När dessa har adresserats kommer projektet att gå in i vad uppdragsdesignarna kallar fas C, som inkluderar att ange den slutliga budgeten för projektet och börja bygga det verkliga rymdskeppet. "Det är när kulan börjar," sade Richey.
Under tiden är en viktig risk att en del av rymdskeppet kan komma lite för långt framför andra, vilket gör det svårare för ingenjörerna att dra allt ihop. "Det är alltid en stressande tid för alla lag, men jag tror att detta team hanterar det ganska bra, och jag tror att vi alla är glada att börja bygga," sade Richey. "Det är på samma sätt som en komplicerad version av Tetris, där den här raden är riktigt bra och andra skåror börjar ställa upp och arbeta i, men du vill se till att du inte får den här för långt före resten av dem."
För Pappalardo, som var involverad i uppdraget i de tidigaste dagarna och kommer ihåg kampen för att bygga stöd för det, har processen blivit en virvelvind.
"Det är fantastiskt, vi måste gå så snabbt för att komma till en lansering som tidigast är 2023," sade han. "Ibland stannar du och inser att du är i den här floden som rusar med, och den bär dig bara med det för det finns så många saker att göra."
