آیا زیر سطح یخی اروپا، یکی از قمرهای مشتری، حیات وجود دارد؟ 

ماموریت Europa Clipper ناسا با استفاده از ابزارهای MASPEX و UVS که توسط موسسه Southwest Research Institute (SwRI) طراحی شده‌اند، قصد دارد شرایط احتمالی حیات‌پذیری در قمر مشتری، اروپا را بررسی کند.

MASPEX مولکول‌ها را با دقت بالا تحلیل کرده و UVS به دنبال بخارهای جوی خواهد بود؛ یافته‌هایی که می‌توانند اطلاعات کلیدی درباره‌ی اقیانوس پنهان اروپا ارائه دهند. این ماموریت که مدت‌ها در انتظار بود، دانشمندان بین‌المللی را گرد هم آورده تا به بررسی قابلیت زیست‌پذیری اروپا بپردازند.

کاوش اروپا: امکان وجود حیات

دو ابزار SwRI در تاریخ ۱۴ اکتبر با فضاپیمای Europa Clipper ناسا از مرکز فضایی کِنِدی به فضا پرتاب شدند. هدف این ماموریت مطالعه‌ی نزدیک قمر اروپا، بررسی شرایط احتمالی زیست‌پذیری آن و وجود حیات است.

ابزارهای MASPEX (طیف‌سنج جرمی برای اکتشاف سیارات) و UVS (طیف‌نگار فرابنفش اروپا) که توسط SwRI توسعه یافته‌اند، بخشی از ۹ ابزار علمی هستند که به‌همراه تحقیقات گرانشی برای بررسی اروپا طراحی شده‌اند. اروپا، چهارمین قمر بزرگ مشتری، یکی از مهم‌ترین گزینه‌های احتمالی برای وجود حیات در منظومه شمسی است. در دهه ۱۹۹۰، ماموریت گالیله ناسا شواهدی قانع‌کننده ارائه داد که نشان می‌داد اروپا که تقریباً هم‌اندازه‌ی ماه زمین است، دارای یک اقیانوس مایع در زیر پوسته‌ای یخی است. این اقیانوس ممکن است دو برابر تمام آب‌های زمین حجم داشته باشد.

ابزار MASPEX: طیف‌سنجی با وضوح بالا برای اقیانوس اروپا

دکتر جیم برچ، معاون ارشد SwRI و محقق اصلی MASPEX، می‌گوید:

توانایی تجزیه‌وتحلیل این اقیانوس از فاصله دور کلیدی‌ست. MASPEX دارای دقت جرمی پنجاه برابر بهتر از هر ابزاری است که تاکنون برای مطالعه‌ی گازهای جوی و مواد سطحی اروپا به فضا پرتاب شده‌اند. این ابزار می‌تواند بین مولکول‌هایی که جرم تقریباً یکسان دارند بر اساس انرژی پیوند اتم‌های آن‌ها تفاوت قائل شود. همچنین قادر است ایزوتوپ‌ها (اتم‌هایی با تعداد پروتون‌های یکسان و تعداد نوترون‌های متفاوت) را شناسایی کند. این قابلیت‌ها برای آشکارسازی شرایط زیست‌پذیری اروپا بسیار حیاتی است.

توسعه‌ی MASPEX توسط تحقیقات داخلی SwRI، برنامه‌های توسعه‌ی ابزار ناسا و پروژه‌ی Europa Clipper تامین مالی شده است.

ابزار UVS: تحلیل بخارها و جو در اروپا

ابزار UVS ششمین طیف‌نگار فرابنفش توسعه‌یافته توسط SwRI است که از تجربه‌ی تیم طراحی آن از ابزار Juno-UVS که در فضاپیمای Juno ناسا در محیط پرتوزای مشتری فعالیت دارد، بهره‌مند است.

دکتر کورت رترفورد، مدیر برنامه و محقق اصلی UVS، می‌گوید:

طراحی UVS برای یافتن و بررسی احتمالی بخارهای متصاعدشده از شکاف‌های سطحی اروپا است. UVS ترکیب شیمیایی جو اروپا را بررسی خواهد کرد تا منبع، ساختار، و تغییرات آن را بهتر درک کند. این ابزار به دنبال کشف و ارزیابی بخارها از نظر فعالیت و ماهیت منابع آبی زیرسطحی است.

برچ اضافه می‌کند:

در صورتی که UVS بخارهایی شناسایی کند، فضاپیما می‌تواند از میان آن‌ها عبور کرده و به این ترتیب، MASPEX این فرصت را خواده داشت تا گازهای فرار را ‘ببوید’.

تحلیل گازهای فرار برای نشانه‌های اقیانوس اروپا

طیف‌سنج جرمی MASPEX برای اندازه‌گیری ترکیب مولکولی و ایزوتوپی این گازها طراحی شده است و می‌تواند سرنخ‌هایی درباره‌ی وضعیت اکسیداسیون اقیانوس زیر سطحی و منابع احتمالی انرژی متابولیکی برای حیات میکروبی ارائه دهد.

برچ توضیح می‌دهد:

این اندازه‌گیری‌های دقیق، ترکیب گازها را فاش کرده و داستان داخلی اروپا را بازگو خواهند کرد و اینکه آیا شرایط برای حیات در زیر سطح یخی اروپا مهیا است یا خیر.

یکی دیگر از ابزارهای UVS اکنون در ماموریت Juice آژانس فضایی اروپا به سوی مشتری در حال حرکت است و قرار است در کنار قمر گانیمد، از نزدیکی اروپا نیز دو بار عبور کند.

رترفورد می‌گوید:

داشتن دو ابزار UVS در اطراف مشتری امکان پژوهش‌های علمی مکمل هیجان‌انگیزی را فراهم خواهد کرد. اگرچه Juice بیشتر روی گانیمد متمرکز است، اما دو بار از کنار اروپا نیز گذر خواهد کرد.

Europa Clipper بزرگترین فضاپیمای وابسته به انرژی خورشیدی ناسا برای یک ماموریت سیاره‌ای است و در یک مدار طولانی و بیضوی در اطراف غول گازی مشتری قرار خواهد گرفت تا در طول دوره‌ای چهار ساله، پروازهای نزدیکی از قمر اروپا انجام دهد. این ماموریت در مجموع نزدیک به ۵۰ پرواز نزدیک در ارتفاعاتی از ۲۵ کیلومتر تا ۲۷۰۰ کیلومتر از سطح اروپا انجام خواهد داد.

ماموریت Europa Clipper که توسط آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا (JPL) و با همکاری آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز (APL) توسعه یافته، به بررسی قمر مشتری یعنی اروپا می‌پردازد تا پتانسیل حیات‌پذیری آن را ارزیابی کند. این ماموریت که توسط موسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) در پاسادینا کالیفرنیا مدیریت می‌شود، تحت نظارت مدیریت ماموریت‌های علمی ناسا است و طیف وسیعی از تحقیقات در زمینه‌ی علم زمین، آب‌وهوای فضا، و اکتشافات سیاره‌ای را هدایت می‌کند و به دنبال درک عمیق‌تر منظومه شمسی و فراتر از آن است.

ابزارهای MASPEX و UVS دو ابزار پیشرفته‌ای هستند که توسط SwRI برای بررسی قابلیت زیست‌پذیری قمر اروپا طراحی شده‌اند. MASPEX که برای تحلیل ترکیب مولکولی و ایزوتوپی جو و احتمالی بخارهای اروپا ساخته شده، حاصل همکاری دانشمندان از SwRI، موسسه SETI، دانشگاه واشینگتن، دانشگاه ایالتی آریزونا، کالج امپریال لندن، و دانشگاه فرانش-کنته است. Europa-UVS که برای کشف و مطالعه تابش‌های فرابنفش و بخارهای احتمالی آب بر روی اروپا طراحی شده است، از تخصص محققان SwRI، دانشگاه تگزاس در سن آنتونیو، موسسه SETI، موسسه علوم سیاره‌ای، موسسه سلطنتی فناوری سوئد، و دانشگاه کلن آلمان بهره می‌برد. این ابزارها نقش مهمی در ماموریت Europa Clipper ناسا دارند و درک ما از محیط اروپا و قابلیت آن برای حمایت از حیات را ارتقا می‌بخشند.

منبع: Scitechdaily