10 жовтня відкриється 21-денне вікно для запуску однієї з найамбіційніших міжпланетних місій останніх років. Мова про Europa Clipper, метою якої стане Європа — супутник Юпітера, під крижаною поверхнею якого ховається величезний океан. З нагоди запуску місії, яка відбудеться незабаром, редакція Universe Space Tech розповідає все, що потрібно знати, про її технічне влаштування, завдання та план польоту.
Світ із прихованим океаном
Ще недавно пошуки життя в Сонячній системі практично були обмежені Марсом. Нам відомо, що мільярди років тому Червона планета мала набагато сприятливіший клімат і мала повноцінну гідросферу. Можливо, там встигло сформуватися якесь життя.
На жаль, Марс давно перестав бути водним світом, перетворившись на пустелю. Однак у Сонячній системі є світи, де океани існують і сьогодні. Мова про крижані супутники планет-гігантів, під крижаними поверхнями яких ховаються величезні запаси води. А де вода — там може бути життя.
Найбільш загадковим із таких світів є Європа. Це четвертий за величиною супутник Юпітера. Його діаметр становить 3120 км, що трохи менше за Місяць. Поверхня супутника цілком покрита водяним льодом і є однією з найбільш пласких у Сонячній системі. На Європі практично немає височин і дуже мало кратерів.
Але вчених більше цікавить не поверхня Європи, а те, що ховається під нею. Дані, зібрані апаратами Voyager та Galileo кажуть, що під товщею льоду ховається гігантський океан, глибина якого сягає 100 км. У ньому може бути вдвічі більше води, ніж у всіх океанах Землі разом узятих. Він не замерзає через припливні взаємодії Європи з Юпітером та його іншими супутниками.
Зрозуміло, вченим хочеться дізнатися більше про цей океан: які його характеристики, хімічний склад і, найголовніше, чи здатний він підтримувати життя. Саме цим і займеться місія Europa Clipper.
Технічне влаштування Europa Clipper
Апарат Europa Clipper був збудований Лабораторією реактивного руху NASA. Його створення коштувало майже 5 млрд доларів. Це найважча автоматична міжпланетна станція в історії організації. Маса Europa Clipper складає 6025 кг — 2750 з них припадають на паливо.
Europa Clipper отримуватиме енергію від двох вельми значних сонячних батарей. Кожна з них складається з п’яти сегментів загальною довжиною 14,2 метра і висотою 4,1 метра. Це найбільші сонячні батареї з усіх, якими коли-небудь оснащувалися міжпланетні апарати NASA. Після їхнього розкриття ширина Europa Clipper становитиме 30,5 метра. Це більше за розмір баскетбольного майданчика.
Настільки значні розміри пояснюються тим, що орбіта Юпітера пролягає на відстані понад 700 млн км від Сонця. Околиці газового гіганта отримують лише 3% – 4% від тієї кількості сонячного світла, яке досягає Землі. Тому в інженерів не було іншого вибору, окрім як встановити сонячні батареї таких значних розмірів.
Наукова начинка Europa Clipper складається із дев’яти приладів. Три з них (мас-спектрометр, аналізатор пилу та спектрограф) вивчатимуть дуже розріджену атмосферу Європи. Вона складається з частинок льоду та пилу, які вибиваються в космос при ударах мікрометеоритів, а також водяної пари, джерелом якої імовірно є гейзери.
Europa Clipper також детально картографує Європу за допомогою набору камер. А спектрометр із функцією візуалізації MISE допоможе скласти карту розподілу солей та органічних молекул на її поверхні. На борту зонда є також прилад, що фіксує теплове випромінювання. Він допоможе знайти ділянки з гейзерами. А для того, щоб заглянути під крижану оболонку супутника, Europa Clipper використовуватиме радар та магнітометр. Їхні дані допоможуть визначити товщину і солоність океану Європи.
Послання у пляшці
Крім наукових інструментів, на борту Europa Clipper також встановили металеву пластину, на якій вигравіювано символічне послання. Його основною частиною є поема, написана поетесою Адою Лімон спеціально для місії. На табличку також помістили варіанти вимови слова «вода» різними мовами (зокрема й українською), формулу Дрейка та портрет Рона Грілі (1939-2011), якого вважають одним із засновників планетології.
Разом із поемою до Європи також вирушать і імена 2,6 мільйона людей, які взяли участь в ініціативі NASA «Послання у пляшці». Вони вигравіювані на кремнієвому чіпі розміром з ніготь. Його встановили на малюнок, що зображує орбіти чотирьох найбільших супутників Юпітера. У його центрі знаходиться пляшка, що символізує ініціативу NASA.
План польоту Europa Clipper
21-денне вікно для польоту Europa Clipper відчиниться 10 жовтня. Для запуску апарата буде використана ракета Falcon Heavy. Оскільки її потужності недостатньо, щоб безпосередньо відправити Europa Clipper до Юпітера, апарат скористається допомогою інших планет. У лютому 2025 року він здійснить проліт Марса, а у грудні 2026 року повернеться до Землі. Ці маневри забезпечать прибуття до цілі наприкінці квітня 2030 року.
Юпітер оточений найпотужнішими радіаційними поясами у всій Сонячній системі. І орбіта Європи проходить через один із них. Рівень випромінювання на її поверхні такий, що людина отримає там смертельну дозу всього за добу. Саме тому, Europa Clipper вийде на орбіту не навколо самої Європи, а навколо Юпітера. На ній апарат періодично зближуватиметься з крижаним місяцем і проводитиме спостереження. Це дасть змогу мінімізувати вплив юпітеріанської радіації. Інший запобіжний захід — розташований усередині апарата «сейф», у який заховані найчутливіші електронні компоненти Europa Clipper. Він має допомогти вберегти їх від шкідливого випромінювання.
Номінальна наукова програма Europa Clipper розрахована на чотири роки, під час яких апарат виконає 49 близьких прольотів Європи. Якщо за цей час із ним не виникне серйозних проблем, не доводиться сумніватися, що NASA продовжить термін місії.
Спостереження телескопа Hubble показують, що час від часу Європа здійснює викиди водяної пари. Їх джерелом є гейзери, які можуть бути пов’язані з океаном. Це відкриває вельми привабливу можливість. Якщо Europa Clipper вдасться пролетіти через такий викид, апарат зможе проаналізувати його склад.
Як свідчить нещодавнє дослідження, потужності його інструментів, на кшталт аналізатора пилу SUDA, може бути достатньо, щоб знайти в ньому фракції гіпотетичних бактерій, що населяють підповерхневий океан Європи. Тож як знати? Можливо саме Europa Clipper допоможе знайти відповідь на питання, яке мучить уже не одне покоління дослідників.
