Ontdek de samenstelling van de planeet Europa met de komende Europa Clipper-missie

De ijskoude maan van Jupiter, Europa, heeft een oceaan van vloeibaar water onder zijn oppervlak; De mogelijkheid dat deze oceaan bewoonbaar zou kunnen zijn, is een stimulans voor verdere verkenning van de maan door NASA's aanstaande Europa Clipper-missie. Een van de belangrijkste doelstellingen van de missie is het uitgebreid beoordelen van de samenstelling van de maan, wat essentieel is voor het beoordelen van de bewoonbaarheid van Europa.

Door middel van krachtige teledetectie en veldonderzoek zal de Europa Clipper-missie de samenstelling van Europa's oppervlak en ondergrond, de dunne atmosfeer en de lokale ruimteomgeving rondom de maan onderzoeken. Bewijs over de interne samenstelling van Europa zal door middel van deze beoordelingen worden verzameld, vooral in gebieden die ondergronds materiaal kunnen onthullen, inclusief overtuigend geologisch terrein of locaties die wijzen op recente of huidige activiteit, zoals potentiële pluimen.

Het geplande onderzoek van de ijzige wereld zal modellen beperken die voortdurende externe en interne processen simuleren die de samenstelling ervan veranderen.

Dit artikel presenteert Europa's vormingsdoelstellingen voor de Clipper-missie, de synergetische, op formatie gerichte onderzoeken die zullen worden uitgevoerd, en hoe de verwachte wetenschappelijke terugkeer ons begrip van de oorsprong, evolutie en huidige toestand van Europa zal vergroten.

Een kunstenaarsconcept dat een verscheidenheid aan bekende en veronderstelde processen toont die de compositie van de dunne atmosfeer, het oppervlak en het bovenste interieur van Europa de afgelopen jaren hebben beïnvloed. Processen in de Europese oceaan en ijskorst kunnen oceanische materialen naar de oppervlakte brengen, en sommige oppervlaktematerialen kunnen door geologische gebeurtenissen ondergronds worden afgeleverd. De samenstelling van het oppervlak wordt veranderd door blootstelling aan straling van het magnetische veld van Jupiter en van materiaal uit de ruimte, vooral materiaal dat wordt uitgestoten door de vulkanen van Io. Vluchtige stoffen en ijs-/stofkorrels worden van het oppervlak in de dunne atmosfeer verspreid door straling en bombardementen door micrometeorieten. Een deel van dit materiaal keert terug naar de oppervlakte, terwijl sommige moleculen en atomen ontsnappen en een neutrale wolk of zelfs een ring rond Jupiter kunnen vormen. Compositorisch onderzoek door de Europa Clipper-missie zal de verspreiding van materiaal op de maan bepalen en beschrijven, vroegere en huidige processen en materiaaluitwisseling beperken en uiteindelijk belangrijke informatie verschaffen over de bewoonbaarheid van Europa – NASA

invoering

NASA's Europa Clipper-missie zal een gedetailleerd onderzoek uitvoeren naar Jupiters ijzige maan Europa, met als voornaamste doel het beoordelen van de bewoonbaarheid ervan (Pappalardo et al. 2024; Vance et al. 2023, beide in deze groep). Via een reeks flybys zal het vluchtsysteem teledetectie- en locatiegegevens verzamelen om (1) de samenstelling, (2) geologische kenmerken en (3) het binnenste van de maan te onderzoeken, en (4) te zoeken naar huidige en recente activiteit.

De Composition Working Group van de missie is verantwoordelijk voor het bieden van een hoogstaand, multi-instrumentaal, multidisciplinair wetenschappelijk perspectief, gedreven door compositie, om het doel van de Europa Clipper-missie te bereiken, namelijk het beoordelen van de bewoonbaarheid van de Europese oceaan door middel van zijn samenstelling en chemie.

Dit artikel presenteert geplande synthetische studies van Europa's lokale ruimteomgeving, atmosfeer, oppervlakte en ondergrond die zullen worden gebruikt om de voortdurende manipulatie van de maan te informeren en een volledig onderzoek te voltooien of de omstandigheden op Europa geschikt zijn of ooit zijn geweest voor leven.

Simulatie van SUDA's detecties van oppervlakte-impactejecta tijdens flybys over Thera Macula (functie gemarkeerd in rood) die laat zien hoe SUDA oppervlaktecompositie zal bieden met ruimtelijke resolutie van geologische kenmerken. Paneel A toont de plaatsen van oorsprong op het oppervlak van de korrels gedetecteerd door SUDA. Paneel B toont een typische detectiesequentie voor twee soorten projectielen. Detecties gemarkeerd in donker- en lichtblauw zijn respectievelijk afkomstig van de binnen- en buitenkant van Thera Macula. De dichtstbijzijnde naderingshoogte van 35 km in dit model ligt dicht bij het centrum van Thera Macula, waardoor het een ideaal pad is om de samenstelling van het oppervlak te verkrijgen. Paneel C toont het typische detectiepercentage voor beide configuratietypen. De gestippelde verticale rode lijnen geven aan wanneer de Europa Clipper zich boven Thera Macula bevindt. In dit geval domineren detecties van Thera Macula het detectiepercentage door SUDA wanneer ze boven het kenmerk liggen. Deze figuur laat zien hoe het SUDA-onderzoek de samenstelling van het oppervlak van Europa in kaart zal brengen door middel van impact-ejecta-wolkmetingen.– Springer

Er zijn verschillende fysieke processen die de dunne atmosfeer van Europa kunnen beïnvloeden. De sondes van Europa Clipper zullen verspreide materialen en potentieel opstijgende materialen in de atmosfeer kunnen detecteren om de samenstelling van het oppervlak en mogelijk ondergronds te beoordelen. Figuur van Teolis et al. (2017).– Springer

Maximale penetratiediepte in waterijs voor teledetectieobservaties als functie van de golflengte. Deze curve werd gegenereerd op basis van de denkbeeldige optische constanten van Warren en Brandt (2008) bij verzwakking 1/e, ervan uitgaande dat het ijs een perfect glas is, niet korrelig, zonder interne dispersie of oppervlakteruwheid. Frequentiebanden voor onderzoek in Europa Clipper worden aangegeven door de transparante, gelabelde verticale balken. De verticale balken die bovenaan de figuur beginnen, geven de diepte aan waarop verschillende oppervlakteprocessen het oppervlaktemateriaal en de samenstelling kunnen beïnvloeden. De diepten van de stralingsverwerking worden benaderd tot de uitersten van de stopbanden van S+, O+ en H+ (NIST PSTAR online programma), e − (NIST ESTAR online programma) en Bremsstrahlung (NIST röntgenverzwakkingsfactoren). Microneed-tuinbouwgegevens zijn afkomstig van Costello et al. (2021).– Springer

Ontdek de samenstelling van de planeet Europa met de komende Europa Clipper-missieSpringer (open toegang)

Astrobiologie