Az Europa Clipper és a javasolt Europa Lander között a NASA egyértelművé tette, hogy missziót szándékozik küldeni a Jupiter jeges holdjára az elkövetkező évtizedben. Azóta Voyager 1 és 2 a szondák 1973-ban és 1974-ben végezték a hold történelmi repülését - ami a melegvíz-óceán első jeleit jelentette a hold belsejében - a tudósok vágyakoztak a felszín alatti csúcsra és megnézhetik, mi van ott.
Ennek érdekében a NASA támogatást adott ki az Arizonai Állami Egyetem kutatói csoportjának egy speciálisan kifejlesztett szeizmométer elkészítéséhez és teszteléséhez, amelyet a leszállóhely az Európa belső tere meghallgatására használna. Az Európa felszínének feltárására szolgáló szeizmométer (SESE) néven ismert eszköz segít a tudósoknak meghatározni, hogy az Európa belseje elősegíti-e az életet.
Az Europa Lander profilja szerint ezt a mikrofont a robot szondahoz kell felszerelni. Miután elérte a hold felszínét, a szeizmométer elkezdett információkat gyűjteni az Európa felszín alatti környezetéről. Ez magában foglalja a természetes dagályokra és a héjon belüli mozgásokra vonatkozó adatokat, amelyek meghatározzák a jeges felület vastagságát.
Azt is meg fogja határozni, hogy a felszínen van-e vízzsebek - azaz a felszín alatti tavak -, és meg fogja nézni, hogy a víz milyen gyakran emelkedik a felszínre. A tudósok egy ideje azt gyanították, hogy az Európa „káosz terepe” ideális hely az élet bizonyítékainak kereséséhez. Ezeknek a tulajdonságoknak, amelyek alapvetően a gerincek, repedések és síkságok zavarodott rendetlensége, úgy gondolják, hogy foltok, ahol a felszín alatti óceán kölcsönhatásba lép a jeges kéreggel.
Mint ilyen, a szerves molekulák vagy biológiai organizmusok bármilyen bizonyítékát ott lehet a legkönnyebben megtalálni. Emellett a csillagászok az Európa felszínéről származó vízfolyásokat is észleltek. Ezeket az egyik legjobb fogadásnak tekintik a belső élet bizonyítékainak megtalálására. Mielőtt azonban közvetlenül felfedezhetnék, döntő jelentőségű annak meghatározása, hogy a víztartályok hol helyezkednek el a jég alatt, és hogy kapcsolódnak-e a belső óceánhoz.
És itt kerülnek lejátszásra olyan eszközök, mint a SESE. Hongyu Yu az ASU Föld- és Űrkutatási Iskola felfedezőrendszer-mérnöke és a SESE csapat vezetője. Amint azt az ASU Now egy nemrégiben írt cikkében kijelentette: „Azt akarjuk hallani, amit az Europanak el kell mondania. És ez azt jelenti, hogy érzékeny „fülét” helyezzük az Európa felületére. ”
Míg az Europa Lander elképzelése még mindig a fejlesztés szakaszában van, a NASA azon dolgozik, hogy kidolgozza az ilyen küldetéshez szükséges összes elemet. Mint ilyenek, az ASU csapatának támogatást nyújtottak miniatűr szeizmométer kifejlesztéséhez és teszteléséhez, amelynek oldalsága nem haladja meg a 10 cm-t (4 hüvelyk), és amelyet könnyen fel lehet szerelni egy robot landoló fedélzetére.
Ennél is fontosabb, hogy a szeizmométer abban különbözik a hagyományos tervektől, hogy nem támaszkodik egy tömeg- és rugóérzékelőre. Egy ilyen kialakítás nem lenne megfelelő a Naprendszerünk egy másik testéhez történő küldetéshez, mivel azt egyenesen kell elhelyezni, ami megköveteli, hogy gondosan ültesse és ne zavarja. Sőt, az érzékelőt teljes vákuumba kell helyezni a pontos mérések biztosítása érdekében.
Miközben egy érzékelő számára folyékony elektrolit mikroelektromos rendszert használtak, Yu és csapata egy szeizmométert hozott létre, amely szélesebb körülmények között képes működni. "Tervezésünk elkerüli ezeket a problémákat" - mondta. „Ez a kialakítás nagy érzékenységgel rendelkezik a sokféle rezgés iránt, és bármilyen szögben képes működni a felülettel szemben. És ha szükséges, leszálláskor erősen üthetik a talajt. ”
Mint Lenore Dai - vegyészmérnök és az ASU Anyag-, Közlekedés- és Energiamérnöki Iskola igazgatója - elmondta, a kialakítás a SESE-t is alkalmassá teszi szélsőséges környezetek - például az Europa jeges felületének - felfedezésére. "Nagyon örülünk annak a lehetőségnek, hogy elektrolitjait és polimerjeit a hagyományos hőmérsékleti határokon túl tudjuk fejleszteni" - mondta. "Ez a projekt a tudományágak közötti együttműködést is példázza."
A SESE verte az érzékelő leolvasásainak veszélyeztetése nélkül is. Ezt tesztelték akkor, amikor a csapat egy kalapáccsal ütött rá, és megállapította, hogy utólag még mindig működik. A szeizmológus, Edward Garnero szerint, aki szintén a SESE csapat tagja, ez hasznos lesz. Azt állítja, hogy a landolóknak általában 6-8 lábuk van, amelyeket össze lehet illeszteni szeizmométerekkel, hogy tudományos műszerekké alakítsák őket.
Ha ez a sok érzékelő lenne a földön, akkor a tudósok képessé válnának az adatok kombinálására, lehetővé téve számukra, hogy kiküszöböljék az egyes változók szeizmikus rezgéseinek kérdését. Mint ilyen, kötelessége biztosítani, hogy robusztusak legyenek.
„A szeizmométereknek csatlakozniuk kell a szilárd talajjal, hogy a leghatékonyabban működhessenek. Ha mindegyik láb egy szeizmométerrel rendelkezik, akkor azokat leszálláskor be lehet tolni a felszínbe, így jó érintkezés van a talajjal. A magas frekvenciájú jeleket meg is különböztethetjük meg a hosszabb hullámhosszoktól. Például, ha a meteoritok nem túl messzire érkeznek a felszínre, akkor nagy frekvenciájú hullámokat generálnak, a Jupiter és az Európa szomszédos holdjai gravitációs vontatóinak árapálya pedig hosszú, lassú hullámokat eredményez. ”
Egy ilyen eszköz kulcsfontosságúnak bizonyulhat a Naprendszer más „óceánvilágainak” küldetésein is, ideértve Ceres, Ganymede, Callisto, Enceladus, Titan és mások. Ezeken a testeken is úgy gondolják, hogy az élet nagyon jól létezhet a felszín alatt fekvő melegvíz-óceánokban. Mint ilyen, egy kompakt, robusztus szeizmométer, amely szélsőséges hőmérsékleti körülmények között képes működni, ideális lenne belső terek tanulmányozásához.
Ráadásul az ilyen küldetések képesek lesznek feltárni, ahol a testek jéglapjai a legvékonyabbak, és hol a belső óceánok a legjobban elérhetők. Amint ez megtörténik, a NASA és más űrügynökségek pontosan tudják, hova kell küldeni a szondát (vagy esetleg a robot tengeralattjárót). Bár lehet, hogy néhány évtizedet meg kell várnunk rajta!
