با پرتاب فضاپیمای اروپا کلیپر که امروز انجام خواهد شد، بشر به دنبال پاسخ به این پرسش میرود که آیا در اقیانوس زیر پوستهی یخی اروپا، قمر مشتری، موادی مناسب برای حیات وجود دارد یا خیر.
در ژرفای اروپا، قمر مشتری، ممکن است محیطی معتدل و سرشار از مواد مغذی وجود داشته باشد، که برای شکلگیری گونههایی از حیات ایدئال باشد. چیزی که دانشمندان آن را «قابل سکونت» مینامند. مأموریت «اروپا کلیپر» (Europa Clipper) برای بررسی همین موضوع طراحی شده است و قرار است امروز دوشنبه ساعت ۱۲:۰۶ منطقهی زمانی شرقی (۱۹:۳۶ به وقت تهران) از پایگاه فضایی کندی ناسا در فلوریدا، تویط موشک «فالکون هوی» (Falcon Heacy) اسپیسایکس راهی فضا شود.
مدار بیضوی و حلقهای اروپا کلیپر در اطراف مشتری، به گونهای طراحی شده که فضاپیما را از تابش شدید دور نگه میدارد و در عین حال به آن امکان میدهد تا به اروپا نزدیک شود. با استفاده از مجموعهای قدرتمند از ابزارها در طول ۴۹ گذر نزدیک اطراف اروپا، دانشمندان قادر خواهند بود ضخامت پوستهی یخی قمر را اندازهگیری کنند و درکی عمیقتر از اقیانوس وسیع زیر آن به دست آورند. آنها مواد موجود در سطح را که ممکن است از اعماق بالا آمده باشند، بررسی خواهند کرد، به دنبال آثار ترکیبات آلی که پایههای حیات را تشکیل میدهند، خواهند گشت و گازهایی را که از قمر به بیرون فوران میکنند، نمونهبرداری خواهند کرد تا شواهدی از قابلیت سکونت پیدا کنند.
دانشمندان این مأموریت، نتایج را تجزیه و تحلیل خواهند کرد و به دنبال نشانههایی از یک دنیای آبی زیر پوستهی یخزدهی این قمر خواهند بود که میتواند توانایی حمایت از حیات را داشته باشد.
«مورگان کیبل» (Morgan Cable) اخترزیستشناس و یکی از اعضای تیم علمی مأموریت کلیپر اروپا در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در جنوب کالیفرنیا در این زمینه گفت: «برای ما بسیار مهم است که تصویری از آن اقیانوس بیگانه و نوع شیمی یا حتی زیستشیمی که ممکن است در آنجا رخ دهد، به دست آوریم.»
بررسی یخهای اروپا
یکی از اهداف اصلی این مأموریت، جستوجوی نمکها، یخها و مواد آلی است که مواد تشکیلدهندهی کلیدی یک جهان قابل سکونت را فراهم میکنند. در این بخش، ابزار «طیفنگار تصویری نقشهبرداری از اروپا» (تصویربردار MISE) نقش اصلی را ایفا میکند. این ابزار که در طیف فروسرخ فعالیت میکند، نور بازتاب یافته را به طول موجهای مختلف تقسیم کرده و اتمها و مولکولهای مرتبط را شناسایی میکند.
این مأموریت همچنین سعی خواهد کرد نقاط داغ احتمالی نزدیک به سطح اروپا را شناسایی کند، جایی که ممکن است فوارهها مواد عمق اقیانوس را به سطح نزدیکتر کنند. برای این کار از ابزاری به نام «سامانهی تصویربرداری حرارتی اروپا» (E-THEMIS) که آن هم در فروسرخ فعالیت میکند، استفاده میشود.
تصویربرداری دقیق مرئی از اروپا
وظیفهی تصویربرداری با وضوح بسیار بالا از سطح اروپا، با دو دوربین با زاویهی باریک و گسترده، بر عهدهی «سامانه تصویربرداری اروپا (EIS) است. به گفتهی مورگان کیبل «تصویربردارهای EIS به تصاویری با وضوح فوقالعاده بالا ارائه میدهند تا بفهمیم سطح اروپا چگونه تکامل یافته و چگونه در حال تغییر است.»
گازها و ذرات اروپا
مأموریت کاسینی ناسا فوارهی بزرگی از بخار آب را مشاهده کرد که از چندین جت در نزدیکی قطب جنوب قمر انسلادوس سیارهی زحل فوران میکرد. احتمالا اروپا هم فوارههای مهآلود آب را از اقیانوس خود یا مخازن در پوستهاش به فضا پرتاب میکند. بنابراین ابزار «طیفنگار فرابنفش اروپا» (UVS) به جستوجوی این فوارهها پرداخته و میتواند موادی را که ممکن است به فضا فوران کنند، بررسی کند.
چه اروپا فواره داشته باشد یا نه، این فضاپیما دو ابزار برای تحلیل مقدار اندکی از گاز و ذرات غبار از سطح قمر در اختیار دارد که توسط برخوردهای ریزشهابسنگها و ذرات پرانرژی بیرون رانده میشوند: «طیفسنج جرمی برای اکتشاف سیارهای/اروپا» (MASPEX) و «تحلیلگر غبار سطح» (SUDA) که این ذرات کوچک را گرفته و آنها را به ذرات باردار تبدیل میکنند تا ترکیب آنها مشخص شود.
کیبل در اینباره میگوید: «فضاپیما گازها و ذرات را از سطح اروپا بررسی خواهد کرد، مانند اینکه زبان خود را بیرون آورده و آن ذرات را میچشد و آن گازها را تنفس میکند.»
ساختار داخلی و خارجی اروپا
مأموریت اروپا کلیپر همچنین به بررسی ساختار خارجی و داخلی قمر خواهد پرداخت، زیرا هر دو دارای نتایج مهمی برای قابلیت سکونت آن هستند.
برای دستیابی به بینشی از ضخامت پوستهی یخی و وجود اقیانوس، همراه با عمق و شوری آن، مأموریت میدان مغناطیسی القایی قمر را با ابزار «مغناطیسسنج کلیپر اروپا» (ECM) اندازهگیری کرده و این دادهها را با اندازهگیری جریانهای الکتریکی ذرات باردار اطراف اروپا، دادههایی که توسط ابزار «ابزار پلاسمای اروپا برای اندازهگیری صدا» (PIMS) ارائه میشود، ترکیب خواهد کرد.
علاوه بر این، دانشمندان به دنبال جزئیاتی از ساختار و توپولوژی یخ، تا عمق ۲۹ کیلومتری در پوسته، با استفاده از ابزار «رادار برای ارزیابی و بررسی اروپا تا نزدیک سطح» (REASON) خواهند بود. اندازهگیری تغییرات در سیگنالهای رادیویی ناشی از گرانش اروپا هم به مشخص کردن ضخامت یخ و عمق اقیانوس کمک میکند.
«استیو ونس» (Steve Vance) اخترزیستشناس، ژئوفیزیکدان و عضو تیم علمی کلیپر اروپا در JPL میگوید: «مواد غیریخی در سطح میتوانند به جیبهای عمیق آب شور در داخل پوستهی یخی منتقل شوند. برخی از آنها ممکن است به قدری بزرگ باشند که به عنوان دریاچهها، یا حداقل حوضچهها در نظر گرفته شوند.»
به گفتهی او استفاده از دادههای جمعآوریشده برای مدلسازی رایانهای گسترده ساختار داخلی اروپا میتواند ترکیب اقیانوس را فاش کند و امکان تخمین پروفایل دمای آن را فراهم سازد.
صرفنظر از شرایطی که کشف میشود، این یافتهها فصل جدیدی را در جستوجوی حیات خارج از زمین باز خواهند کرد. ونس در این زمینه افزود: «تقریبا قطعی است که کلیپر اروپا پرسشهای زیادی را به همان اندازه یا حتی بیشتر از پاسخهایش به پرسشهای فعلی مطرح خواهد کرد، پرسشهایی کاملا متفاوت از آنچه طی ۲۵ سال گذشته در ذهن داشتهایم.»
دربارهی مأموریت کلیپر اروپا
سه هدف علمی اصلی کلیپر اروپا تعیین ضخامت پوستهی یخی قمر و برهمکنش آن با اقیانوس زیرین، بررسی ترکیب آن و شناسایی ویژگیهای زمینشناختی است. این کاوش دقیق از اروپا به دانشمندان کمک خواهد کرد تا پتانسیل زیستشناختی جهانهای قابل سکونت در فراتر از زمین را بهتر درک کنند.