I ett stort steg framåt på en lång drömd om uppdrag för att undersöka livsmiljön i Jupiters mystiska måne Europa underjordiska, meddelade topp NASA-tjänstemän idag, tisdagen den 26 maj, valet av nio vetenskapliga instrument som kommer att flyga på byråns länge efterlängtade planetvetenskapsuppdrag till en spännande värld som många forskare misstänker skulle kunna stödja livet.
"Vi är på väg till Europa", förkunnade John Grunsfeld, associerad administratör för NASA: s Science Mission Directorate i Washington, vid en medieöversikt i dag som beskrev NASA: s planer för ett uppdrag som kommer att inledas i början till mitten av 2020-talet. "Det är ett uppdrag att inspirera."
”Vi försöker svara på stora frågor. Är vi ensamma?"
"Den unga ytan verkar ha kontakt med ett undervattenshav."
Europa-uppdragets mål är att undersöka om den spännande iskalla joviska månen, liknande i storlek som Jordens måne, kan innehålla förhållanden som är lämpliga för utvecklingen och hållbarheten i livet i det misstänkta havet.
Den kommer att vara utrustad med högupplösta kameror, radar och spektrometrar, flera generationer utöver vad som helst förut för att kartlägga ytan i enastående detalj och bestämma månens sammansättning och underjordiska karaktär. Och den kommer att söka efter sjöar under jorden och försöka prova utbrott av ånglömmar som de som förekommer idag på Saturnus lilla måne Enceladus.
"Europa har förtrollat oss med sin gåtfulla isiga yta och bevis på ett enormt hav, efter de fantastiska uppgifterna från 11 flybys från rymdskeppet Galileo för ett decennium sedan och de senaste observationerna från Hubble som tyder på vattenflöden som skjuter ut från månen," säger Grunsfeld.
"Vi är glada över potentialen i det här nya uppdraget och dessa instrument för att ta upp Europas mysterier i vår strävan att hitta bevis på liv utanför jorden."
Planetforskare har länge önskat en snabb avkastning på Europa, ända sedan de banbrytande upptäckterna av NASA: s Galileo Jupiter-orbiter på 1990-talet visade att den främmande världen hade ett betydande och djupt hav under jorden under ett isigt skal som verkar interagera med och förändra ytan i senare tid.
NASA: s Europauppdrag skulle spränga sig kanske så snart som 2022, beroende på budgetfördelningen och valet av raket, vars kandidater inkluderar det tunga liftrumssystemet (SLS).
Den solcellsdrivna sonden går in i bana runt Jupiter för ett treårigt uppdrag.
"Uppdragskonceptet är att det kommer att leda flera flyby's av Europa," sade Jim Green. chef för Planetary Science Division, NASA: s huvudkontor, under briefingen.
”Syftet är att avgöra om Europa är en beboelig plats. Den visar få kratrar, ett brunt gummi på ytan och sprickor där undergrunden möter ytan. Det kan finnas organiska ämnen och näringsämnen bland missfärgningen på ytan. ”
Europa är på eller nära toppen av listan för de mest troliga platserna i vårt solsystem som kan stödja livet. Mars är också nära toppen av listan och utforskas för närvarande av en flotta av NASA-robotundersökningar, inklusive yttersnurrande nyfikenhet och möjlighet.
"Europa är ett av de kritiska områdena där vi tror att miljön bara är perfekt för en potentiell utveckling av livet," sade Green. "Detta uppdrag kommer att vara det steget som hjälper oss att förstå den miljön och förhoppningsvis ge oss en indikation på hur bebodd miljön kan vara."
Den exakta tjockleken på Europas isskal och omfattningen av dess underjordiska hav är inte känd.
Vissa forskare har på grund av data från Galileo, Hubble Space Telescope, en Cassini flyby och andra mark- och rymdbaserade observationer uttalat sig om att isens skaltjocklek är kanske bara 5 till 10 kilometer.
Det globala havet kanske är dubbelt så mycket som hela jordens vatten. Forskning indikerar att den är salt, kan ha ekologiskt och har en stenig havsbotten. Tidvattenuppvärmning från Jupiter kan ge energi för blandning och kemiska reaktioner, kompletterat med undervattens vulkaner som spyr värme och mineraler för att stödja levande varelser, om de finns.
"Europa kan vara det bästa stället i solsystemet att leta efter dagens liv bortom vår hemmaplanet," säger NASA-tjänstemän.
De instrument som väljs av NASA idag kommer att hjälpa till att svara på frågan om tillväxt, men de är inte livdetekteringsinstrument i sig själva. Det skulle kräva ett uppdrag.
"De kunde hitta indikationer på liv, men de är inte livdetektorer," säger Curt Niebur, Europa-programforskare vid NASA: s huvudkontor i Washington. "Vi har för närvarande inte ens enighet i det vetenskapliga samfundet om vad vi skulle mäta som skulle säga alla med förtroende att den här saken du tittar på lever. Att bygga en livdetektor är oerhört svårt. ”
"Under det treåriga uppdraget kommer orbiten att genomföra 45 nära flyby's av Europa", sa Niebur till Space Magazine. "Dessa kommer att inträffa ungefär varannan till tredje vecka."
De nära flyby-arna kommer att variera i höjd från 16 miles till 1700 miles (25 kilometer till 2 700 kilometer).
"Masspektrometern har ett intervall från 1 till 2000 dalton, sa Niebur till mig. ”Det är ett mycket större utbud än Cassini. Men det kommer inte att finnas några medel ombord för att bestämma chiralitet. ” Närvaron av Chiral-föreningar kan vara en indikator på livet.
Just nu är Europa-uppdraget i formuleringsstadiet med en budget på cirka 10 miljoner dollar i år och 30 miljoner dollar 2016. Under de kommande tre åren kommer uppdragskonceptet att definieras.
Uppdraget förväntas kosta i intervallet minst $ 2 miljarder eller mer.
Här är en NASA-beskrivning av de 9 valda instrumenten:
Plasmainstrument för magnetisk ljud (PIMS) - huvudutredare Dr. Joseph Westlake från Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL), Laurel, Maryland. Detta instrument fungerar tillsammans med en magnetometer och är nyckeln till att bestämma Europas isskaltjocklek, havsdjup och salthalt genom att korrigera den magnetiska induktionssignalen för plasmaströmmar runt Europa.
Interiörkaraktärisering av Europa med hjälp av magnetometri (ICEMAG) - huvudutredare Dr. Carol Raymond från NASA: s Jet Propulsion Laboratory (JPL), Pasadena, Kalifornien. Denna magnetometer kommer att mäta magnetfältet nära Europa och - i samband med PIMS-instrumentet - dra slutsatsen till platsen, tjockleken och saltheten i Europas underjordiska hav med flerfrekvens elektromagnetisk ljud.
Kartlägga bildspektrometer för Europa (MISE) - huvudutredare Dr. Diana Blaney från JPL. Detta instrument kommer att undersöka sammansättningen av Europa, identifiera och kartlägga fördelningen av organiska ämnen, salter, sura hydrater, vattenisfaser och andra material för att bestämma Europas havs livsmiljö.
Europa Imaging System (EIS) - huvudutredare Dr. Elizabeth Turtle från APL. Den breda och smala vinkelkamerorna på detta instrument kartlägger de flesta av Europa med en upplösning på 50 meter (164 fot) och ger bilder av områden på Europas yta med upp till 100 gånger högre upplösning.
Radar för Europa-bedömning och ljud: Ocean to Near-ytan (REASON) - huvudutredare Dr. Donald Blankenship vid University of Texas, Austin. Detta dubbelfrekvent isinträngande radarinstrument är utformat för att karakterisera och ljuda Europas iskalla jordskorpa från nära ytan till havet och avslöjar den dolda strukturen i Europas isskal och potentiella vatten i.
Europa Thermal Emission Imaging System (E-THEMIS) - huvudutredare Dr. Philip Christensen från Arizona State University, Tempe. Denna "värmedetektor" kommer att ge hög rumslig upplösning, multispektral termisk avbildning av Europa för att hjälpa till att upptäcka aktiva platser, till exempel potentiella ventiler som sprider vattenflöden ut i rymden.
MASS SPectrometer for Planetary Expploration / Europa (MASPEX) - huvudutredare Dr. Jack (Hunter) Waite från Southwest Research Institute (SwRI), San Antonio. Detta instrument kommer att bestämma sammansättningen av ytan och havet under ytan genom att mäta Europas extremt svaga atmosfär och allt ytmaterial som matas ut i rymden.
Ultraviolet Spectrograph / Europa (UVS) - huvudutredare Dr. Kurt Retherford från SwRI. Detta instrument kommer att använda samma teknik som Hubble Space Telescope använder för att upptäcka den troliga närvaron av vattenflöden som bryter ut från Europas yta. UVS kommer att kunna upptäcka små plummar och kommer att ge värdefulla data om sammansättningen och dynamiken i månens sällsynta atmosfär.
SUrface Dust Mass Analyzer (SUDA) - huvudutredare Dr. Sascha Kempf vid University of Colorado, Boulder. Detta instrument kommer att mäta sammansättningen av små, fasta partiklar som matas ut från Europa, vilket ger möjlighet att direkt prova ytan och potentiella plommor på låghöjd flybys.
Håll ögonen öppna här för Kens fortsatta jord- och planetvetenskap och mänskliga rymdflödesnyheter.
