Ако искаме да намерим живот в Европа, по-добре да донесем упражнение

Смята се, че луната на Юпитер Европа, голям свят с обширен леден океан, е един от най-добрите кандидати за живеене на други места в Слънчевата система. НАСА е Разглежда се предаването на сонда до повърхността на Луната, за да се види дали ледът съдържа химикали, които показват наличието на живот, но този проект Все още е в етап на оценка.

Документ, публикуван в понеделник, обяснява какво би било необходимо за тази мисия, за да има добри шансове за намиране на тези химикали. За да открие някаква примитивна материя, сондата ще трябва да носи бормашина, способна да се движи на поне един метър под повърхността на Луната.

Преоформяне на повърхността

Гравитационните щамове, които Юпитер и другите му големи луни са поставили върху Европа, са енергийният източник, който поддържа част от течната вода на Луната. Но течната част на Европа – за която се смята, че е около ширината на Луната – се намира на десетки километри под леда на лунната повърхност. Така че откриването на доказателства за живота не е въпрос на взиране в орбита.

Изследователите обаче се надяват, че тези доказателства в крайна сметка ще се окажат там, където можем да ги проучим. Има индикации, че Европа Повърхността е прекроена Чрез процес, подобен на тектониката на плочите, ние дори имаме намек за това Нагревателите могат да проникнат Ледена Европа. Тези процеси могат да преместят материала от дълбините на Луната към нейната повърхност, пренасяйки или живи организми, или свързани химикали.

Един от проблемите на всеки спускателен апарат е какво се случва, след като материалите стигнат до там. Районът близо до Юпитер е изложен на интензивна радиация поради магнитните полета на гигантската планета. В допълнение към унищожаването на всички живи организми, които живеят незабавно поради липсата на атмосфера на повърхността, радиацията химически ще трансформира химикалите с течение на времето. Бихме открили необяснима смес от органични химикали, а не нещо, което бихме могли ясно да свържем с живота.

Очевидното решение би било да се погледне под повърхността, защото ледът ще защити материала, ако е достатъчно дълбок. Но това не е гарантирана защита, тъй като повърхността на Европа също е засегната от влияния, които при липса на атмосфера не биха имали проблеми с директното удряне на повърхността.

За да имаме добри шансове да открием химикали, които отразяват водната среда на Луната, ще трябва да пробием или да пробием под дълбочината на повърхностното лъчение и дълбочината, която вероятно е причинила ефектите.

Колко дълбоко е?

Новият документ изследва колко дълбоко ще трябва да копаем. Ако трябва само да слезем под точката, където радиацията достига, ще трябва да изкопаем само няколко сантиметра. Четиримата изследователи – всички от базираните в САЩ институции – се фокусираха върху това дали въздействията биха накарали повърхността да се размаха достатъчно, за да накараме да копаем по-дълбоко.

Процесът, наречен ефект градинарство, може да бъде моделиран. За да направим това, трябва да знаем някои свойства на засегнатата повърхност (в този случай лед), честотата на въздействията и големината на тези въздействия. Използвайки тази информация, можем да установим кумулативния ефект с течение на времето. Също така можем да преминем до точка, когато системата достигне равновесие и кратерите изчезнат от повърхността, като ги запълнят с отломки със същата честота, на която са създадени.

Моделът се усложнява от факта, че по-големите удари изхвърлят малки отломки, които също създават въздействия, когато материалът се върне на лунната повърхност, но тази бръчка може също да бъде отчетена.

И накрая, трябва да оценим честотата на ефектите и големината на ефектите. Две са често използвани в литературата: едната се базира на броя на кратерите, използвайки данни от орбиталния апарат на Галилео, а втората е разработена от броя на светкавичните удари. Изследователите са избрали да използват и двете, като са изградили отделни модели за всеки. В крайна сметка те дадоха много сходни резултати.

В Европа въздействието на градинарството на покрива е довело до средна дълбочина от около 30 cm. Всичко, което е по-близо до повърхността, в даден момент е било изложено на достатъчно лъчение, за да превърне всякакви химикали в него.

стария свят

Но Европа съществува повече от 4 милиарда години и има много индикации, че части от нейната повърхност са по-нови, други по-стари. По всяка вероятност за целия този период имаше много малко повърхност на Европа. По-практично, ако приемем, че можем да кацнем сонда в един от по-новите региони, шансовете са да се намери промяна в оригиналните материали. За сайт, който е на повърхността от 10 милиона години, изследователите изчисляват, че навлизането по-дълбоко от един метър гарантира, че откритите от нас материали няма да бъдат изложени на радиация.

За да увеличим шансовете за успешна мисия, ще трябва да се съсредоточим върху относително малки области. Изследователите също така отбелязват, че радиационното бомбардиране не удря еднакво Европа, така че можем да насочим и зони с по-малко излагане на радиация. Но дори и с тези предимства, ще трябва да въведем технология, която ни позволява да копаем по-дълбоко, отколкото някога сме правили на други тела, различни от Земята.

Естествена астрономия, 2021 г. DOI: 10.1038 / s41550-021-01393-1 (Относно DOI).