Jupiters Mond Europa ist seit dem Pionier 10 und 11 und Voyager 1 und 2 Missionen gingen in den 1970er Jahren durch das System. Während der Mond keine lebensfähige Atmosphäre hat und von intensiver Strahlung des starken Magnetfelds des Jupiter bombardiert wird, glauben Wissenschaftler, dass einer der wahrscheinlichsten Orte, an denen Leben jenseits der Erde zu finden ist, unter seiner eisigen Oberfläche liegt.
Kein Wunder also, warum mehrere Missionen geplant sind, um diesen Mond aus nächster Nähe zu studieren. Wenn diese Missionen jedoch irgendwann im nächsten Jahrzehnt Europa erreichen, müssen sie sich mit einigen scharfen Oberflächenmerkmalen auseinandersetzen, die die Landung erschweren könnten. Dies ist das Ergebnis einer neuen Studie von Forschern aus Großbritannien, den USA und dem Ames Research Center der NASA, aus der hervorgeht, dass die Oberfläche Europas mit Schaufelgelände bedeckt ist.
Laut der Studie, die kürzlich von der Fachzeitschrift veröffentlicht wurde NaturgeowissenschaftenDie Oberfläche Europas ist wahrscheinlich mit Eisstacheln bedeckt, die 15 Meter hoch sind. Die Studie wurde von Daniel Hobley geleitet, Dozent und wissenschaftlicher Mitarbeiter an der School of Earth & Ocean Sciences der Cardiff University.
Diese als Penitentes bezeichneten Merkmale sind hohe, scharfkantige Stacheln aus Schnee und Eis, die sich durch Sublimation bilden - ein Prozess, bei dem schnelle Temperaturänderungen dazu führen, dass Wasser von einem Dampf zu einem Feststoff (und wieder zurück) übergeht, ohne sich in eine Flüssigkeit zu verwandeln Zustand dazwischen. Auf der Erde werden Büßer zwischen 1 und 5 Meter hoch, kommen aber nur in äquatorialen Regionen in großer Höhe wie den Anden vor.
Auf Europa ist der Prozess ähnlich, aber die Bedingungen für Penitentes sind viel idealer, um sich auf seiner Oberfläche gleichmäßiger zu bilden. Der Mond hat nicht nur eine Oberfläche, die größtenteils aus Wassereis besteht, sondern ist auch in seiner Rotation mit Jupiter gezeitengesperrt. Der Winkel, in dem die Sonne auf die Oberfläche scheint, variiert kaum, wodurch die Bedingungen perfekt sind, damit das Eis sublimieren kann, ohne zu schmelzen.
Das Neue Horizonte Während des Vorbeiflugs an Pluto erhielt die Mission auch Daten, die darauf hinwiesen, wie sich dieselben Merkmale auf ihrer Oberfläche bilden, insbesondere in den höchsten Lagen in der Nähe des Äquators. Aufgrund der langen Umlaufzeit von Pluto (248 Jahre oder 90.560 Erdentage) dauert dieser Prozess Äonen, beinhaltet die Sublimation von Methaneis und führt zu Penitenten mit einer Höhe von etwa 500 m und einem Abstand von etwa 3 bis 5 km (1640 ft). 2-4 mi) auseinander.
In ihrer Studie verwendeten die Forscher Beobachtungsdaten von bodengestützten Radar- und thermischen Beobachtungen aus dem Galileo Mission, die Sublimationsraten an verschiedenen Punkten auf der Oberfläche Europas zu berechnen und diese dann zu verwenden, um die Größe und Verteilung der Büßer abzuschätzen. Den Ergebnissen zufolge gelangte das Team zu dem Schluss, dass Penitentes möglicherweise bis zu 15 m (49 ft) mit einem Abstand von jeweils etwa 7,5 m (24,6 ft) wachsen können.
Sie wurden auch gefolgert, dass die Büßer am Äquator Europas häufiger vorkommen würden, was, wie sie in ihrer Studie behaupten, einige der in der Vergangenheit gemachten Beobachtungen erklären würde:
„Diese Interpretation kann anomale Radarrenditen am europäischen Äquator erklären. Penitentes erklären möglicherweise verringerte thermische Trägheiten und positive Zirkularpolarisationsverhältnisse in reflektiertem Licht aus der äquatorialen Region Europas. “
Dies könnte eine schlechte Nachricht für Missionen sein, die Europa im nächsten Jahrzehnt auf mögliche Lebenszeichen untersuchen sollen. Dazu gehören die NASAs Europa Clipper (soll zwischen 2022 und 2025 starten) und Europa Lander Missionen (2024) und der Europäischen Weltraumorganisation Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) - soll im Juni 2022 starten.
Während sowohl die Europa Clipper und SAFT wird Vorbeiflüge des Planeten durchführen, um das Vorhandensein von Biomarkern zu bestimmen Europa Lander wird direkt auf der Mondoberfläche landen, um Informationen über die unterirdische Umgebung Europas zu sammeln. Auf diese Weise könnten Wissenschaftler feststellen, wie dick das Oberflächeneis des Mondes ist und ob unterirdische Seen existieren und wo sie sich befinden.
Eines der beliebtesten Explorationsziele ist die südliche Region Europas, in der Wasserfahnen entdeckt wurden Hubble-Weltraumteleskop und andere Missionen. Während Büßer hier weniger häufig sind und möglicherweise nicht die gleichen Höhen erreichen wie am Äquator, könnte das Vorhandensein solcher Merkmale eine gelandete Mission sehr schwierig machen.
Wie Hobley angedeutet hat, macht dies Europa zu einem echten Paradoxon, wenn es um die Möglichkeit einer Erkundung in naher Zukunft geht. "Die einzigartigen Bedingungen in Europa bieten sowohl aufregende Erkundungsmöglichkeiten als auch potenziell tückische Gefahren", sagte er.
Er übertreibt sicherlich nicht. Diese Informationen folgen einer anderen kürzlich durchgeführten Studie, die darauf hinwies, dass Europa und andere eisige Welten (wie Enceladus) möglicherweise zu weich sind, um darauf zu landen. Nach Untersuchungen, die das negative Polarisationsverhalten bei niedrigen Phasenwinkeln von Eiskörpern untersuchen wollten, kam das Team hinter dieser Studie zu dem Schluss, dass Europa und Enceladus Oberflächen mit geringer Dichte haben, in die eine gelandete Mission wahrscheinlich versinken würde.
Mit zusätzlichen Vorsichtsmaßnahmen und Planungen könnte jedoch noch eine geeignete Mission entwickelt werden, mit der festgestellt werden kann, ob das eisige Regal Europas Biomarker auf seiner Oberfläche aufweist oder nicht, und mehr über die innere Umgebung erfahren kann. In der Zwischenzeit lernen umlaufende Missionen noch viel über diese faszinierende Welt.
Jeff Moore - Mitautor der Studie - stellte fest, dass die bevorstehende Europa Clipper-Mission der NASA Penitentes mit ihrer hochauflösenden Kamera direkt beobachten und andere Eigenschaften dieser Merkmale mit den anderen Instrumenten des Raumfahrzeugs messen kann. Dr. Moore ist nicht nur Planetengeologe am Ames-Forschungszentrum der NASA, sondern auch Co-Ermittler der Europa Clipper-Mission.
Seit Jahrzehnten warten NASA-Wissenschaftler und andere Weltraumagenturen gespannt auf den Tag, an dem eine Mission nach Europa endlich möglich sein würde. Derzeit gibt es wenig, was diese Bemühungen davon abhalten könnte. Weder Strahlung noch Spitzen oder weiches Eis scheinen genug zu sein, um uns davon abzuhalten, eine der wahrscheinlichsten Lebensquellen jenseits der Erde zu erforschen!
