Viele Planetenforscher glauben, dass Jupiters Mond Europa der beste Anwärter unseres Sonnensystems ist, um die Unterscheidung der Erde, Leben zu beherbergen, zu teilen. In einem im Juli 2007 im Journal of Aerospace Engineering veröffentlichten Artikel schlägt ein britischer Maschinenbauingenieur vor, ein U-Boot zur Erkundung der europäischen Ozeane zu schicken.
Carl T. F. Ross, Professor an der Universität von Portsmouth in England, bietet ein abstraktes Design eines Unterwasserfahrzeugs aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff. In seinem Artikel "Konzeption eines U-Bootes zur Erkundung der Ozeane Europas" liefert er auch Vorschläge für geeignete Stromversorgungen, Kommunikationstechniken und Antriebssysteme für ein solches Schiff.
Ross 'Artikel untersucht die Möglichkeiten für den Bau eines U-Bootes, das dem zweifellos hohen Druck in den tiefen Ozeanen Europas standhalten kann. Wissenschaftler glauben, dass die Ozeane dieses Mondes bis zu 100 Kilometer tief sein könnten, mehr als zehnmal tiefer als die Ozeane der Erde. Ross schlägt ein 3 Meter langes zylindrisches Sub mit einem Innendurchmesser von 1 Meter vor. Er glaubt, dass Stahl oder Titan, obwohl sie stark genug sind, um dem hydrostatischen Druck standzuhalten, ungeeignet wären, da das Schiff keinen Auftrieb in der Reserve hätte. Daher würde das U-Boot wie ein Stein auf den Grund des Ozeans sinken. Eine Metallmatrix oder ein Keramikverbund würde die beste Kombination aus Festigkeit und Auftrieb bieten.
Ross bevorzugt eine Brennstoffzelle für Energie, die für Antrieb, Kommunikation und wissenschaftliche Ausrüstung benötigt wird, merkt jedoch an, dass der technologische Fortschritt in den folgenden Jahren möglicherweise bessere Energiequellen bietet.
Ross räumt ein, dass eine U-Boot-Mission nach Europa erst in 15 bis 20 Jahren stattfinden wird. Der Planetenforscher William B. McKinnon stimmt dem zu.
"Es ist schwierig und teuer genug, mit einem Orbiter nach Europa zurückzukehren, geschweige denn sich eine Landung oder einen Ozeaneintritt vorzustellen", sagte McKinnon, Professor für Erd- und Planetenwissenschaften an der Washington University in St. Louis, Missouri. „Irgendwann in der Zukunft und nachdem wir die Dicke der Eisschale bestimmt haben, können wir beginnen, die technischen Herausforderungen ernsthaft anzugehen. Im Moment ist es vielleicht am besten, nach Orten zu suchen, an denen der Ozean zu uns gekommen ist. Das heißt, Orte der jüngsten Eruptionen auf der Oberfläche Europas, deren Zusammensetzung aus der Umlaufbahn bestimmt werden kann. “
Das Jet Propulsion Laboratory arbeitet derzeit an einem Konzept namens Europa Explorer, das ein Raumschiff mit niedriger Umlaufbahn liefern soll, um das Vorhandensein (oder Fehlen) eines Ozeans mit flüssigem Wasser unter der Eisoberfläche Europas zu bestimmen. Es würde auch die Verteilung von Verbindungen von Interesse für die präbiotische Chemie abbilden und die Oberfläche und den Untergrund für zukünftige Explorationen charakterisieren. "Diese Art von Mission", sagt McKinnon, "würde es uns wirklich ermöglichen, den harten Beweis zu erhalten, dass der Ozean wirklich da ist, die Dicke der Eisschale zu bestimmen und dünne Stellen zu finden, wenn sie existieren."
McKinnon fügte hinzu, dass ein Orbiter „Hot Spots“ finden könnte, die auf die jüngste geologische oder sogar vulkanische Aktivität hinweisen und hochauflösende Bilder der Oberfläche erhalten könnten. Letzteres wäre erforderlich, um eine erfolgreiche Landung zu planen.
Europa ist etwas kleiner als der Mond der Erde und hat ein fast kraterloses Äußeres, was eine relativ „junge“ Oberfläche bedeutet. Daten des Galileo-Raumfahrzeugs zeigen Hinweise auf oberflächennahes Schmelzen und Bewegungen großer Eiskrustenblöcke, ähnlich wie bei Eisbergen oder Eisflößen auf der Erde.
Während die Mittagsoberflächentemperaturen in Europa um 130 K (-142 ° C) liegen, könnten die Innentemperaturen warm genug sein, damit flüssiges Wasser unter der Eiskruste vorhanden ist. Diese innere Wärme kommt von der Gezeitenerwärmung, die durch die Gravitationskräfte von Jupiter und Jupiters anderen Monden verursacht wird, die das Innere Europas in verschiedene Richtungen ziehen. Wissenschaftler glauben, dass eine ähnliche Gezeitenerwärmung die Vulkane auf einem anderen jovianischen Mond, Io, antreibt. Hydrothermale Entlüftungsöffnungen am Meeresboden wurden ebenfalls als eine weitere mögliche Energiequelle auf Europa vorgeschlagen. Unterwasservulkane und hydrothermale Quellen schaffen auf der Erde Umgebungen, in denen Mikrobenkolonien leben. Wenn ähnliche Systeme auf Europa aktiv sind, vermuten Wissenschaftler, dass dort auch Leben vorhanden sein könnte.
Unter Wissenschaftlern gibt es große Anstrengungen, eine Mission nach Europa in Angriff zu nehmen. Diese Art von Mission konkurriert jedoch um die Finanzierung gegen das Ziel der NASA, mit menschlichen Missionen zu unserem eigenen Mond zurückzukehren. Der vorgeschlagene Jupiter Icy Moon Orbiter (JIMO), eine Mission mit Atomantrieb zur Untersuchung von drei Jupitermonden, wurde Opfer von Kürzungen bei wissenschaftlichen Missionen im Budget der NASA für das Geschäftsjahr 2007.
Ross entwirft und verbessert seit über 40 Jahren U-Boote, aber dies ist das erste Mal, dass er ein Fahrzeug für den Einsatz außerhalb der Erde entwirft.
"Das größte Problem, das ich beim Roboter-U-Boot sehe, besteht darin, dass es sich durch maximal 6 km Eis bohren oder schmelzen kann, das die Oberfläche bedeckt", sagte Ross. „Das Eis kann jedoch an einigen Stellen viel dünner sein. Es kann sein, dass wir an Bord des Roboter-U-Bootes einen nuklearen Druckwasserreaktor benötigen, um die notwendige Energie und Energie zu erhalten, um dies zu erreichen. “
Während Ross vorschlägt, das U-Boot mit Fallschirmen an die Oberfläche Europas zu bringen, weist McKinnon darauf hin, dass Fallschirme in der fast luftlosen Atmosphäre Europas nicht funktionieren würden.
Ross habe sehr positive Rückmeldungen von Freunden und Kollegen auf sein Papier erhalten, darunter auch der bekannte britische Astronom Sir Patrick Moore. Ross sagt, sein Leben dreht sich seit 1959 um U-Boote und er findet dieses neue Konzept eines U-Bootes auf Europa sehr aufregend.
McKinnon stuft die Erforschung Europas als "äußerst wichtig" ein.
"Europa ist ein Ort, an dem wir ziemlich sicher sind, dass wir reichlich flüssiges Wasser, Energiequellen und biogene Elemente wie Kohlenstoff, Stickstoff, Schwefel, Phosphor usw. haben", sagte er. "Gibt es Leben, irgendeine Art von Leben im Ozean Europas? Fragen werden nicht viel tiefer. "
Geschrieben von Nancy Atkinson
