„Én mindig azt reméltem, hogy ez a küldetés több kérdést vet majd fel, mint amennyit megválaszol” – nyilatkozta a Qubitnek Steve Vance, az amerikai űrügynökség, a NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) kutatóintézetének asztrobiológusa és geofizikusa, a Jupiter Europa holdjához október közepén elindított Europa Clipper űrszonda kutatócsoportjának tagja.

A külső naprendszerbeli jeges óceánvilágok vizsgálatával foglalkozó kutató szerint hacsak nem bizonyul meglepően inaktívnak az Europa, „vissza akarunk majd menni, hogy még többet tudjunk meg róla”. A JPL-nek küldött kérdéseinkkel arra voltunk kíváncsiak, hogy a NASA valaha volt egyik legambiciózusabb robotszondás küldetése miként vizsgálja majd az Europa jégkérge alatt húzódó óceánt, mit tanultak a kutatók azokból az adatokból, amiket egy korábbi szonda az utóbbi években az Europáról gyűjtött, és miként járul hozzá a Clipper ahhoz, hogy a jövőben leszállóegységet küldhessünk a rejtélyes égitestre, ami különösen ígéretes célpont a földön kívüli élet kutatására.

Az amerikai űrügynökség által valaha épített legnagyobb űrszonda október 14-én emelkedett a magasba a floridai Kennedy Űrközpontból a SpaceX Falcon Heavy rakétájának fedélzetén. A Clipper 2030-ban érkezik meg a Jupiterhez, ahol négy évig vizsgálja majd az Europa holdat. Az 5,2 milliárd dolláros (1910 milliárd forint) költségű küldetés célja annak megállapítása, hogy az óceánban rendelkezésre állnak-e az élethez szükséges feltételek, vagyis hogy lakható-e.

„Meg akarjuk tudni, hogy az Europa képes lehet-e jégkérge alatti óceánjában egyszerű életformák [egysejtű mikroorganizmusok] fenntartására. Meg szeretnénk érteni, hogy az Europán rendelkezésre állnak-e azok a kulcsfontosságú összetevők, amelyek táplálhatnák az életet az óceánjában. Ilyenek a folyékony víz, a megfelelő kémiai elemek és valamilyen energiaforrás az életnek” – mondta korábban a Clipper céljairól egy, a NASA által rendezett sajtótájékoztatón Robert Pappalardo, a küldetés vezető kutatója.

Az úttörő Juno, ami még meglepetésekkel szolgálhat

Nyolc évvel ezelőtt úttörő szonda érkezett a Jupiterhez. A Scott Bolton amerikai űrfizikus által vezetett Juno küldetés volt az első külső naprendszerbe érkező űreszköz, amelyet nem nukleáris áramforrás, úgynevezett radioizotópos termoelektromos generátor (RTG) látott el energiával, hanem napelemek. A gázóriásnál a napsugárzás intenzitása mindössze 4 százaléka a földinek, így a szonda napelemei 14 kilowattos elvi teljesítményük helyett mindössze 500 wattot biztosítanak a rendszereinek és a 7 tudományos műszerének.

Ez elegendőnek bizonyult ahhoz, hogy a kutatók a Junoval felfedjék a Jupiter légkörének titkait, felfedezzék felhígult magját, és lélegzetelállító képeket készítsenek a bolygó kolosszális viharairól. A Juno sikere után nem volt kérdéses, hogy a tavaly elindított európai JUICE Jupiter-szondát és az október 14-én fellőtt Clippert is napelemek táplálják majd. A 2016-ban pályára állított űrszonda nemcsak mérnöki tanulságokkal szolgált a JUICE-nak és a Clippernek: a korábbiaknál precízebb képet adott a Jupiter elektronikus berendezésekre veszélyes sugárzási környezetéről, és az utóbbi években közelről meglátogatta a vulkánokkal tarkított Iót, a szintén belső óceánt rejtő Ganymedest és persze az Europát.

A Juno értékes új felvételeket küldött vissza az Europa felszínéről, írta kérdésünkre Vance, amik szerinte kiegészítik a korábban NASA Galileo és Voyager szondái által gyűjtötteket. A Voyager–1 és 2 a Naprendszerből kifele tartó útjukon 1979-ben haladtak el a Jupiter és holdjai mellett, így igazán részletes megfigyeléseket nem tudtak készíteni az Europáról, és ezt a kor technológiája sem tette lehetővé. Az 1995-ben Jupiter körül pályára álló Galileónak más problémával kellett megküzdenie: nem nyílt ki a nagy nyereségű (high gain) antennája, ami a mérnökök minden erőfeszítése ellenére limitálta a Földre továbbítható adatok mennyiségét. A szonda révén így is átütő felfedezéseket tett az űrügynökség, többek közt erős bizonyítékokat találtak az Europa óceánjának létezésére, amit a Europa Clipper tüzetesen tanulmányoz majd a világűrből.

Vance szerint a Juno által gyűjtött megfigyelések közül többek közt a Platypus (kacsacsőrű emlős) nevű formáció miatt izgatottak a szakemberek, ami az Europa jegének aktív vagy közelmúltbeli mozgásának jele lehet. A májusban közölt eredmények szerint a Platypus egy nagyjából egy 67 x 37 kilométeres területet foglal el, és kaotikus domborulatok, kiemelkedő hegygerincek, valamint kilométeres jégtömbök jellemzik. A Europa Clipper, mint írta, képes lesz ennek és hasonló, ígéretes területeknek a vizsgálatára. A felszín mellett a Juno a hold belsejébe is betekintett, a mikrohullámú sugárzásmérője detektálta a Jupiter rádiósugárzásának az Europa jégkérgéből visszaverődő visszhangjait. „A Juno kutatócsoportjának a tagjai még mindig dolgoznak annak megállapításán, hogy mit mondanak el ezek a tükröződések az Europa jégkérgének vastagságáról, vagyis arról, hogy milyen mélységben található a felszíntől az óceán” – írta a geofizikus.

Nem kell mintát vennie, hogy feltárja a hold óceánját

Az Europa óceánjának felfedezése megváltoztatta a képünket arról, hogy milyen égitestek adhatnak otthont az életnek. De arra már kevesen számítottak, hogy belátható időn belül mintát vehetünk az Europához hasonló jeges holdak több kilométer vastag jégkérge alól. A 2000-es évek közepén mégis valami ilyesmi történt.

A NASA Cassini keringőegysége 2004-ben érkezett meg a Szaturnuszhoz, és nem sokkal később káprázatos dologra bukkant: az 500 kilométer átmérőjű Enceladus holdból gejzírszerűen kispriccelő anyagfelhőkre. Amikor a szonda 2005 júliusában 168 kilométerre haladt el a holdtól, átrepült egy ilyen anyagsugáron, amiben többek közt víz- és szén-dioxid molekulákat mutatott ki. Későbbi elhaladások és mintavételek során a kutatók metánt, hőforrásokra utaló jeleket, és élethez nélkülözhetetlen foszforvegyületeket észleltek (nemrég írtunk egy, a JPL által fejlesztett robotkígyóról, ami képes lehet a jövőben felderíteni az Enceladus jégvulkánjait).

Aztán tíz évvel ezelőtt kutatók a Hubble űrtávcsővel potenciális vízgőzfelhőkre bukkantak az Europa körül, amit 2016-ban újabb észlelések követtek, de azt, hogy a jelenség tényleg létezik-e, a Clippernek kell majd igazolnia. Mi arra voltunk kíváncsiak, hogy ha a szonda rátalál az anyagkitörésekre, és át tud repülni rajtuk, milyen információkhoz juthat a hold óceánjáról – és ez hogyan aránylik majd ahhoz, amit a Cassininak köszönhetően megtudtunk az Enceladusban zajló folyamatokról.

„Az Europa Clippert úgy tervezték, hogy összerakja az Europa óceánjának történetét a rendelkezésre álló nyomokból. A [gejzírszerű] anyagsugarakból történő mintavétel ebben biztosan segítene, és készen állunk arra, hogy ezt végrehajtsuk” – írta Vance. A kutató ugyanakkor egyben óvatosságra is intett, hiszen még az Enceladusnál is, ahol az anyagfelhőkből direktben mintát tudtunk venni, kérdéses, hogy ezek anyaga miként viszonyul ahhoz, ami a Szaturnusz holdjának óceánjában van.

Vance szerint az Europa óceánjának összetétele szinte biztosan tükröződik a felszínen elhelyezkedő nem jeges anyagokban – amiket a Clipper korábbi cikkünkben bemutatott műszereivel, köztük MISE nevű infravörös spektrométerével megvizsgál majd. „Egy aktív anyagfelhőből történő mintavétel egyértelművé tenné, hogy ezek az anyagok a felszín alól származnak, és kevésbé változtak meg a Jupiter erős sugárzásának hatására.”

A kutató szerint hacsak a jég nem jóval vékonyabb, mint ahogy a felszíni geológia alapján gondolják, valószerűtlen, hogy az anyagfelhők közvetlenül az óceánból erednének és annak anyagából adnának mintákat. Emiatt egyes sók, és nehezebb szerves molekulák, amik egyébként jelen lehetnek az óceánban, nem távoznának a világűrbe a vízzel és más részecskékkel együtt.

Előkészíti a terepet egy jövőbeli leszállóegységnek

A Clipper 2030-ban, míg a JUICE 2031-ben érkezik meg a Jupiterhez. Míg a Clipper az Europára összpontosít, a JUICE – ahogy azt tavalyi cikkünkben részleteztük – elsősorban a bolygó legnagyobb jeges holdját, a Ganymedest deríti fel, és pályára is áll körülötte, de előtte még vizsgálja majd a Callistót és az Europát is.

Az Europa Clipperen több olyan kutató is dolgozik, írta Vance, aki a JUICE tudományos csapatának is tagja, és a két űrszonda ultraibolya műszere, valamint radarja közel azonos. „Most, hogy mindkét űrszonda biztonságosan útban van a Jupiterhez, van egy csoportunk, aminek mindkét kutatócsoportból vannak tagjai” – írta, akik azt tekintik át, hogy miként hangolhatók össze a tervezett méréseik, hogy többet megtudjanak az Europáról, mint amire egyetlen küldetés önmagában képes lenne.

2016 elején még úgy tűnt, hogy a Clipper egy leszállóegységet is szállíthat magához az Europára, miután az amerikai kongresszus arra utasította a NASA-t, hogy adjon hozzá egy leszállóegységet a küldetéshez. Egy évvel később elkészült az Europa Lander koncepció részletesebb vizsgálata, ami kijelölte annak lehetséges tudományos céljait, a szonda kialakítását, és leszállási rendszerét. A 2017-es terv szerint az Europa Lander legalább 2,67 milliárd dollárba került volna, nagyjából annyiba mint a NASA Perseverance marsjárója, amit az űrügynökség a marsi minta-visszahozatali programjának első lépéseként küldött a bolygóra, és amin pont ebben az időszakban dolgozott nagy erőkkel a JPL.

Bár az Europa Lander végül nem valósult meg, és a NASA-nak jelenleg nincs hasonló jóváhagyott küldetése, a JPL-ben tavaly elkezdtek tesztelni egy prototípus leszállóegységet, aminek a célja az Europán történő leszálláshoz szükséges rendszerek fejlesztése. A Clipper, amellett, hogy rengeteg új információt ad majd a kutatóknak a holdról, segít majd landolásra alkalmas területek megtalálásában is. Mint Vance írta, „van egy célirányos programunk arra, hogy feltérképezzük a felszín legígéretesebb helyeit fél méteresnél jobb felbontásban, azzal a kifejezett céllal, hogy lehetséges leszállóhelyeket derítsünk fel egy jövőbeli küldetésnek”.