Jupiters isete måne Europa er en av de mest pirrende verdenene for utforsking - og det er grunnen til at forskere fra NASA er dypt inne i prosessen med å utforme Europa Clipper, et romfartøy som er ment å knekke hemmelighetene.
Europa Clipper lanseres så snart 2023, for deretter å trekke ut til Jupitersystemet i rundt 40 nærpassasjer over den mystiske iskalne månen. Når den kommer, vil romskipet samle viktig informasjon om månens geologi, sammensetning og skjulte indre hav. Men før teamet kan komme seg i gang med å bygge romfartøyet, har det en siste gjennomgang som skal bestås.
"Europa vi ikke virkelig får - det er disse sentrale nøkkel mysteriene vi prøver å forstå," sa Robert Pappalardo, en planetforsker ved NASAs Jet Propulsion Laboratory og prosjektforsker for oppdraget, til Space.com. "[Europa Clipper] skal fortelle oss så mye om hvordan isete måner fungerer ... og isete måner er sannsynligvis de vanligste beboelige miljøene i universet, så det er spennende." [Bilder: Europa, Mysterious Icy Moon of Jupiter]
Ethvert liv på en isete måne ville ikke være på overflaten: Det ville være skjult i indre hav, hvor trekningen av en nærliggende planetes tyngdekraft holder vann flytende. Alt liv slik vi kjenner det akkurat nå, trenger vann. I tillegg kan geologisk aktivitet på havbunnen gi kjemikalier til å mate mikroorganismer. og isen ville blokkere farlig stråling som pummler overflaten. Så selv om det er mange andre vitenskapelige ting å gjøre i Europa, er forståelsen av dens brukbarhet - eller mangel på den - en viktig del av oppdraget. "Folk bryr seg om det, folk vil vite om denne mystiske verdenen som kan huse livet," sa Pappalardo. "Det er en veldig viktig grunn til å gjøre det."
Romfartøyet vil bære et sett på ni instrumenter designet for å samarbeide for å løse noen av de store mysteriene og for å vurdere hvor beboelig månen virkelig er. Under besøket vil romfartøyet komme innenfor bare 25 kilometer fra Europas overflate, og det alene er godt for forskere på oppdraget. "Vi kommer til å få fantastiske bilder tilbake," sa Christina Richey, stabsforsker ved Europa Clipper, til Space.com.
Det isskjellet har mange hemmeligheter, ikke minst hvor tykt det er. De vanligste funksjonene på overflaten er rygger, og forskere er ikke sikre på hvordan de dannes. Hull i ishaken kan føre til at søppelvann skyter ut i verdensrommet, slik det også skjer ved Saturns mest berømte iskalde måne, Enceladus.
Og det ser ut til å være en slags prosess som involverer å flytte isbiter langs Europas overflate, men detaljene om hva som driver det er fremdeles et mysterium. "Det er så mye fra et geologisynspunkt vi ikke har sett ennå, og vi får bare forhøyninger," sa David Senske, viseprosjektforsker for Europa Clipper, til Space.com.
For å takle disse mysteriene bygger romfartøyet, dets instrumenter og dets ledere på taktikker utviklet av tidligere oppdrag. I likhet med Juno, vil romfartøyet stole på solenergi i Jupitersystemets kalde rekkevidde. Og som Cassini på Enceladus, kunne Clipperen fly gjennom plommene. [Water Plumes on Europa: The Discovery in Images]
Men det er nye utfordringer å takle også, som å velge en vei for romfartøyet å følge rundt Jupiter-systemet, i en prosess som kalles baneplanlegging, som Senske spøkefullt omtaler som "svart magi." (Romfartøyet vil ikke gå i bane rundt Europa direkte, fordi det ville motta for mye stråling hvis det gjorde det. Men den begrensningen gir fordeler også - som å ta en titt på andre måner. "Det hender jeg er akkurat der," sa Richey. " Hvem vil ikke se på det planetariske legemet som ser ut som en vassrysset avgrunn? ")
Baneplanlegging er en komplisert matematisk forsøk, og det endelige valget vil bestemme nøyaktig hva vitenskapen kan gjøres under oppdragets passeringer over Europa. Derfor kommer baneteamet med en serie alternativer for teamene på hvert instrument å evaluere, for å velge det som har det beste vitenskapspotensialet totalt sett.
Det er en egen prosess fra å bestemme romfartøyets rute til Jupiter-systemet i utgangspunktet, som venter på en avgjørelse fra NASA om oppdragets oppskytingsbil. Clipper vil sykle enten byråets eget Space Launch System på en tre-årig reise eller en SpaceX Falcon Heavy, som vil strekke reisen til fem eller seks år.
Mens de venter på en avgjørelse, er teamet fokusert på det nåværende hinderet: å ta opp spørsmål som er reist om anmeldelser av individuelle komponenter i prosjektet og hvordan de samhandler. Når de er adressert, vil prosjektet gå inn i hva misjonsdesignere kaller fase C, som inkluderer å sette det endelige budsjettet for prosjektet og begynne å bygge det virkelige romfartøyet. "Det er da moroa begynner," sa Richey.
I mellomtiden er en sentral risiko at en del av romfartøyet kan komme litt for langt foran andre, noe som gjør det vanskeligere for ingeniører å dra alt sammen. "Det er alltid en stressende tid for ethvert team, men jeg tror dette teamet håndterer det ganske bra, og jeg tror vi alle er glade for å begynne å bygge," sa Richey. "Det er litt som en komplisert versjon av Tetris, der denne raden stiller opp veldig bra og andre skår begynner å stille opp og jobbe i, men du vil forsikre deg om at du ikke får denne for langt foran resten av dem."
For Pappalardo, som var involvert i oppdraget i de tidligste dagene og husker kampen for å bygge støtte for det, har prosessen blitt en virvelvind.
"Det er utrolig, vi må gå så raskt for å komme til en lansering som tidligst vil være 2023," sa han. "Noen ganger stopper du opp og skjønner at du er i denne elven som haster med, og den bare fører deg med den fordi det er så mange ting å gjøre."
