Μεταξύ του Europa Clipper και του προτεινόμενου Europa Lander, η NASA κατέστησε σαφές ότι σκοπεύει να στείλει αποστολή σε αυτό το παγωμένο φεγγάρι του Δία την ερχόμενη δεκαετία. Από τότε Voyager 1 και 2 Οι ανιχνευτές διεξήγαγαν τα ιστορικά τους flybys του φεγγαριού το 1973 και το 1974 - το οποίο προσέφερε τις πρώτες ενδείξεις ενός ωκεανού ζεστού νερού στο εσωτερικό του φεγγαριού - οι επιστήμονες ήταν πρόθυμοι να κορυφώσουν κάτω από την επιφάνεια και να δουν τι υπάρχει.
Προς το σκοπό αυτό, η NASA εξέδωσε επιχορήγηση σε μια ομάδα ερευνητών από το κρατικό πανεπιστήμιο της Αριζόνα για να κατασκευάσει και να δοκιμάσει ένα ειδικά σχεδιασμένο σεισμόμετρο που θα χρησιμοποιούσε ο εκφορτωτής για να ακούσει το εσωτερικό του Europa. Γνωστή ως το σεισμόμετρο για την εξερεύνηση του υποστρώματος του Europa (SESE), αυτή η συσκευή θα βοηθήσει τους επιστήμονες να προσδιορίσουν εάν το εσωτερικό του Europa είναι ευνοϊκό για τη ζωή.
Σύμφωνα με το προφίλ του Europa Lander, αυτό το μικρόφωνο θα τοποθετηθεί στο ρομποτικό καθετήρα. Μόλις έφτασε στην επιφάνεια του φεγγαριού, το σεισμόμετρο θα άρχιζε να συλλέγει πληροφορίες για το υπόγειο περιβάλλον της Ευρώπης. Αυτό θα περιλαμβάνει δεδομένα σχετικά με τις φυσικές παλίρροιες και τις κινήσεις εντός του κελύφους, τα οποία θα καθορίζουν το πάχος της παγωμένης επιφάνειας.
Θα καθορίσει επίσης εάν η επιφάνεια έχει τσέπες νερού - δηλαδή υποθαλάσσιες λίμνες - και θα δει πόσο συχνά ανεβαίνει το νερό στην επιφάνεια. Για αρκετό καιρό, οι επιστήμονες υποψιάστηκαν ότι το «έδαφος χάους» της Ευρώπης θα ήταν το ιδανικό μέρος για αναζήτηση στοιχείων για τη ζωή. Αυτά τα χαρακτηριστικά, τα οποία είναι βασικά ένα αναστατωμένο χάος κορυφογραμμών, ρωγμών και πεδιάδων, πιστεύεται ότι είναι σημεία όπου ο υπόγειος ωκεανός αλληλεπιδρά με τον παγωμένο φλοιό.
Ως εκ τούτου, οποιαδήποτε απόδειξη οργανικών μορίων ή βιολογικών οργανισμών θα ήταν ευκολότερο να βρεθεί εκεί. Επιπλέον, οι αστρονόμοι έχουν επίσης ανιχνεύσει λοφία νερού που προέρχονται από την επιφάνεια του Europa. Αυτά θεωρούνται επίσης ένα από τα καλύτερα στοιχήματα για την εύρεση στοιχείων για τη ζωή στο εσωτερικό. Πριν όμως μπορούν να εξερευνηθούν άμεσα, καθορίζοντας πού βρίσκονται οι δεξαμενές νερού κάτω από τον πάγο και αν συνδέονται με τον εσωτερικό ωκεανό είναι υψίστης σημασίας.
Και εδώ θα έπαιζαν όργανα όπως το SESE. Ο Hongyu Yu είναι μηχανικός συστημάτων εξερεύνησης από τη Σχολή Γης και Διαστημικής Εξερεύνησης της ASU και ηγέτης της ομάδας SESE. Όπως δήλωσε σε πρόσφατο άρθρο του ASU Now, «Θέλουμε να ακούσουμε τι έχει να μας πει η Europa. Και αυτό σημαίνει να βάζεις ένα ευαίσθητο «αυτί» στην επιφάνεια της Ευρώπης ».
Ενώ η ιδέα ενός Europa Lander βρίσκεται ακόμη στο στάδιο ανάπτυξης της ιδέας, η NASA εργάζεται για να αναπτύξει όλα τα απαραίτητα στοιχεία για μια τέτοια αποστολή. Ως εκ τούτου, έχουν παράσχει στην ομάδα της ASU μια επιχορήγηση για την ανάπτυξη και τη δοκιμή του μικροσκοπικού σεισμόμετρου τους, το οποίο έχει μήκος 10 cm (4 ίντσες) στο πλάι και θα μπορούσε εύκολα να τοποθετηθεί πάνω σε ένα ρομποτικό προσγείωση.
Το πιο σημαντικό, το σεισμόμετρο τους διαφέρει από τα συμβατικά σχέδια, καθώς δεν βασίζεται σε αισθητήρα μάζας και ελατηρίου. Ένα τέτοιο σχέδιο θα ήταν ακατάλληλο για αποστολή σε άλλο σώμα στο Ηλιακό μας Σύστημα, καθώς πρέπει να τοποθετηθεί σε όρθια θέση, πράγμα που απαιτεί να φυτευτεί προσεκτικά και να μην ενοχληθεί. Επιπλέον, ο αισθητήρας πρέπει να τοποθετηθεί σε πλήρες κενό για να εξασφαλίσει ακριβείς μετρήσεις.
Χρησιμοποιώντας ένα μικροηλεκτρικό σύστημα με έναν υγρό ηλεκτρολύτη για έναν αισθητήρα, ο Yu και η ομάδα του δημιούργησαν ένα σεισμόμετρο που μπορεί να λειτουργήσει υπό ένα ευρύτερο φάσμα συνθηκών. «Ο σχεδιασμός μας αποφεύγει όλα αυτά τα προβλήματα», είπε. «Αυτός ο σχεδιασμός έχει υψηλή ευαισθησία σε ένα ευρύ φάσμα κραδασμών και μπορεί να λειτουργήσει σε οποιαδήποτε γωνία προς την επιφάνεια. Και αν είναι απαραίτητο, μπορούν να χτυπήσουν σκληρά στο έδαφος κατά την προσγείωση. "
Όπως εξήγησε ο Lenore Dai - μηχανικός χημικών και διευθυντής της Σχολής Μηχανικών του ASU, Matter, Transport and Energy, ο σχεδιασμός καθιστά επίσης το SESE κατάλληλο για εξερεύνηση ακραίων περιβαλλόντων - όπως η παγωμένη επιφάνεια του Europa. «Είμαστε ενθουσιασμένοι με την ευκαιρία να αναπτύξουμε ηλεκτρολύτες και πολυμερή πέρα από τα παραδοσιακά όρια θερμοκρασίας τους», είπε. "Αυτό το έργο αποτελεί επίσης παράδειγμα συνεργασίας μεταξύ κλάδων."
Το SESE μπορεί επίσης να χτυπήσει χωρίς να διακυβεύσει τις μετρήσεις του αισθητήρα, το οποίο δοκιμάστηκε όταν η ομάδα το χτύπησε με βαριά και διαπίστωσε ότι εξακολουθούσε να λειτουργεί. Σύμφωνα με τον σεισμολόγο Edward Garnero, ο οποίος είναι επίσης μέλος της ομάδας SESE, αυτό θα είναι χρήσιμο. Οι εκφορτωτές έχουν συνήθως έξι έως οκτώ πόδια, ισχυρίζεται, τα οποία θα μπορούσαν να ζευγαρωθούν με σεισμόμετρα για να τα μετατρέψουν σε επιστημονικά όργανα.
Έχοντας αυτό πολλούς αισθητήρες στο lander θα δώσουν στους επιστήμονες τη δυνατότητα να συνδυάζουν δεδομένα, επιτρέποντάς τους να ξεπεράσουν το ζήτημα των μεταβλητών σεισμικών δονήσεων που καταγράφονται από τον καθένα. Ως εκ τούτου, η εξασφάλιση αντοχής είναι απαραίτητη.
«Τα σεισμόμετρα πρέπει να συνδεθούν με το στερεό έδαφος για να λειτουργήσουν πιο αποτελεσματικά. Εάν κάθε πόδι φέρει σεισμόμετρο, αυτά θα μπορούσαν να ωθηθούν στην επιφάνεια κατά την προσγείωση, κάνοντας καλή επαφή με το έδαφος. Μπορούμε επίσης να ταξινομήσουμε σήματα υψηλής συχνότητας από μεγαλύτερα μήκη κύματος. Για παράδειγμα, οι μικροί μετεωρίτες που χτυπούν την επιφάνεια όχι πολύ μακριά θα παρήγαγαν κύματα υψηλής συχνότητας και παλίρροιες βαρυτικών ρυμουλκών από τον Δία και τα γειτονικά φεγγάρια της Ευρώπης θα έκαναν μακρά, αργά κύματα. "
Μια τέτοια συσκευή θα μπορούσε επίσης να αποδειχθεί ζωτικής σημασίας για αποστολές άλλων «ωκεανών κόσμων» στο Ηλιακό Σύστημα, όπως οι Ceres, Ganymede, Callisto, Enceladus, Titan και άλλοι. Και σε αυτά τα σώματα, πιστεύεται ότι η ζωή θα μπορούσε να υπάρχει πολύ καλά στους ωκεανούς ζεστού νερού που βρίσκονται κάτω από την επιφάνεια. Ως εκ τούτου, ένα συμπαγές, ανθεκτικό σεισμόμετρο που είναι ικανό να λειτουργεί σε περιβάλλον ακραίας θερμοκρασίας θα ήταν ιδανικό για τη μελέτη των εσωτερικών τους χώρων.
Επιπλέον, τέτοιου είδους αποστολές θα μπορούσαν να αποκαλύψουν πού είναι τα λεπτότερα στρώματα πάγου σε αυτά τα σώματα και, επομένως, όπου οι εσωτερικοί ωκεανοί είναι πιο προσβάσιμοι. Μόλις γίνει αυτό, η NASA και άλλες διαστημικές υπηρεσίες θα γνωρίζουν ακριβώς πού να στείλουν τον ανιχνευτή (ή πιθανώς το ρομποτικό υποβρύχιο). Αν και ίσως χρειαστεί να περιμένουμε μερικές δεκαετίες για αυτό!
