Entre o Europa Clipper e o proposto Europa Lander, a NASA deixou claro que pretende enviar uma missão a esta lua gelada de Júpiter na próxima década. Desde o Voyager 1 e 2 as sondas realizaram seus sobrevôos históricos da lua em 1973 e 1974 - que ofereciam as primeiras indicações de um oceano de água quente no interior da lua - os cientistas estavam ansiosos para chegar à superfície e ver o que havia lá.
Com esse objetivo, a NASA concedeu uma doação a uma equipe de pesquisadores da Universidade Estadual do Arizona para construir e testar um sismômetro especialmente projetado que o operador de aterrissagem usaria para ouvir o interior de Europa. Conhecido como o sismômetro para explorar a subsuperfície da Europa (SESE), este dispositivo ajudará os cientistas a determinar se o interior da Europa é propício à vida.
De acordo com o perfil do Europa Lander, esse microfone seria montado na sonda robótica. Quando chegasse à superfície da lua, o sismômetro começaria a coletar informações sobre o ambiente subterrâneo de Europa. Isso incluiria dados sobre suas marés e movimentos naturais dentro da concha, o que determinaria a espessura da superfície gelada.
Também determinaria se a superfície tem bolsas de água - isto é, lagos subterrâneos - e veria com que frequência a água sobe para a superfície. Há algum tempo, os cientistas suspeitam que o "terreno do caos" de Europa seja o local ideal para procurar evidências de vida. Acredita-se que esses recursos, que são basicamente uma bagunça confusa de cordilheiras, fendas e planícies, sejam locais onde o oceano subterrâneo está interagindo com a crosta gelada.
Como tal, qualquer evidência de moléculas orgânicas ou organismos biológicos seria mais fácil de encontrar lá. Além disso, os astrônomos também detectaram plumas de água vindas da superfície de Europa. Essas também são consideradas uma das melhores apostas para encontrar evidências de vida no interior. Mas antes que possam ser exploradas diretamente, é fundamental determinar onde os reservatórios de água residem sob o gelo e se estão conectados ao oceano interior.
E é aqui que instrumentos como o SESE entrariam em cena. Hongyu Yu é engenheiro de sistemas de exploração da Escola de Exploração Espacial e Espacial da ASU e líder da equipe SESE. Como ele declarou em um artigo recente da ASU Now, “queremos ouvir o que Europa tem a nos dizer. E isso significa colocar um "ouvido" sensível na superfície de Europa ".
Enquanto a idéia de um Europa Lander ainda está em fase de desenvolvimento de conceito, a NASA está trabalhando para desenvolver todos os componentes necessários para essa missão. Como tal, eles forneceram à equipe da ASU uma subvenção para desenvolver e testar seu sismômetro miniatura, que mede não mais de 10 cm (4 polegadas) em um lado e pode ser facilmente instalado a bordo de um módulo de aterrissagem robótico.
Mais importante, seu sismômetro difere dos projetos convencionais, pois não depende de um sensor de massa e mola. Esse projeto seria inadequado para uma missão para outro corpo em nosso Sistema Solar, pois precisa ser posicionado na posição vertical, o que exige que seja cuidadosamente plantado e não seja perturbado. Além disso, o sensor precisa ser colocado dentro de um vácuo completo para garantir medições precisas.
Usando um sistema micro-elétrico com eletrólito líquido para um sensor, Yu e sua equipe criaram um sismômetro que pode operar em uma ampla gama de condições. "Nosso design evita todos esses problemas", disse ele. “Esse design tem uma alta sensibilidade a uma ampla gama de vibrações e pode operar em qualquer ângulo da superfície. E se necessário, eles podem atingir o chão com força ao pousar. ”
Como explicou Lenore Dai, engenheira química e diretora da Escola de Engenharia da Matéria, Transporte e Energia da ASU, o design também torna o SESE adequado para explorar ambientes extremos - como a superfície gelada da Europa. "Estamos empolgados com a oportunidade de desenvolver eletrólitos e polímeros além dos limites de temperatura tradicionais", disse ela. "Este projeto também exemplifica a colaboração entre disciplinas".
O SESE também pode levar uma surra sem comprometer as leituras dos sensores, que foram testadas quando a equipe o atingiu com uma marreta e descobriu que ainda funcionava depois. Segundo o sismólogo Edward Garnero, que também é membro da equipe do SESE, isso será útil. Os landers normalmente têm de seis a oito pernas, afirma ele, que poderiam ser acoplados a sismômetros para transformá-los em instrumentos científicos.
O fato de ter tantos sensores na sonda daria aos cientistas a capacidade de combinar dados, permitindo que eles superassem o problema de vibrações sísmicas variáveis registradas por cada um. Como tal, é essencial garantir que eles sejam robustos.
“Os sismômetros precisam se conectar com o solo sólido para operar com mais eficiência. Se cada perna carrega um sismômetro, eles poderiam ser empurrados para a superfície no pouso, fazendo um bom contato com o solo. Também podemos separar os sinais de alta frequência dos mais longos. Por exemplo, pequenos meteoritos que atingem a superfície não muito longe produziriam ondas de alta frequência, e marés de rebocadores gravitacionais das luas vizinhas de Júpiter e Europa produziriam ondas longas e lentas. ”
Esse dispositivo também pode ser crucial para missões de outros "mundos oceânicos" dentro do Sistema Solar, que incluem Ceres, Ganimedes, Calisto, Encélado, Titã e outros. Também nesses corpos, acredita-se que a vida poderia muito bem existir nos oceanos de água quente que se encontram abaixo da superfície. Como tal, um sismômetro compacto e resistente capaz de trabalhar em ambientes de temperaturas extremas seria ideal para estudar seus interiores.
Além disso, missões desse tipo poderiam revelar onde as camadas de gelo nesses corpos são mais finas e, portanto, onde os oceanos interiores são mais acessíveis. Feito isso, a NASA e outras agências espaciais saberão exatamente para onde enviar a sonda (ou possivelmente o submarino robótico). Embora possamos ter que esperar algumas décadas nessa!
