p A lua de Júpiter, Europa, é definitivamente um lugar estranho. Descoberto em 1610 por Galileo Galilei, foi visto em detalhes pela primeira vez apenas no final dos anos 1970, depois que a espaçonave visitou o sistema joviano. p Um pouco menor que a nossa lua, Europa dificilmente poderia parecer mais diferente. Ambos têm interiores de pedra e metal. Mas Europa está envolta em um oceano global de água salgada e coberta por uma brilhante casca de gelo. A casca está marcada por rachaduras, falhas e manchas onde o gelo foi rompido por líquido vindo de baixo.

p Os cientistas especularam por décadas o que existe dentro desse oceano. É maior em volume do que todos os oceanos da Terra juntos.

p Um sismômetro financiado pela NASA em desenvolvimento na Universidade do Estado do Arizona promete pousar na camada de gelo de Europa - e ouvi-la.

p O sismômetro usaria as marés naturais de Europa e outros movimentos para descobrir a espessura da concha, ver se ele contém bolsões de água - lagos subterrâneos - dentro do gelo, e determinar com que facilidade, e com que frequência, a água do oceano pode subir e derramar na superfície.

p "Queremos ouvir o que Europa tem a nos dizer, "disse Hongyu Yu, da Escola de Exploração Terrestre e Espacial da ASU. "E isso significa colocar um 'ouvido' sensível na superfície de Europa."

p O engenheiro de sistemas de exploração Yu lidera uma equipe de cientistas da ASU que inclui o sismólogo Edward Garnero, geofísica Alyssa Rhoden, e a engenheira química Lenore Dai, diretor da Escola de Engenharia da Matéria, Transporte e Energia nas Escolas de Engenharia Ira A. Fulton.

p Investimento em tecnologia

p Embora não haja planos para enviar um módulo de pouso para a Europa, a equipe recebeu uma bolsa da NASA para desenvolver e testar um sismômetro em miniatura não maior que cerca de 4 polegadas (10 centímetros) de lado, que poderia ser crucial para o avanço da exploração futura da Europa. Apropriadamente, considerando onde está sendo criado, o projeto é intitulado Sismômetros para explorar o subsolo da Europa, ou SESE.

p A maioria dos sismômetros, seja para uso na Terra ou em outros planetas, dependem de um conceito de sensor de massa e mola para detectar ondas de terremoto que passam. Mas esse tipo de sismômetro, disse Yu, tem que ser colocado na posição vertical, deve ser colocado no lugar com cuidado, sem grandes solavancos ou tremores, e a câmara onde o sensor opera precisa de um vácuo completo para garantir medições precisas.

p "Nosso design evita todos esses problemas, "Yu explica. O sismômetro SESE usa um sistema microeletromecânico com um eletrólito líquido como sensor." Este projeto tem alta sensibilidade a uma ampla gama de vibrações, e pode operar em qualquer ângulo da superfície.

p "E se necessário, " ele adiciona, "eles podem atingir o solo com força ao pousar." Yu observa que a equipe testou o protótipo acertando-o com uma marreta. Ele sobreviveu.

p Além de ser extremamente robusto, o sismômetro SESE promete levar adiante o estado da arte também em sensores. "Estamos entusiasmados com a oportunidade de desenvolver eletrólitos e polímeros além de seus limites de temperatura tradicionais, "diz o membro da equipe Dai." Este projeto também exemplifica a colaboração entre as disciplinas. "

p É necessário um toque firme

p A capacidade de resistir a um pouso forçado é de grande ajuda, diz Garnero, membro da equipe. "Os sismômetros precisam se conectar ao solo sólido para operar de maneira mais eficaz." Sentar em uma superfície solta, materiais podem isolar o instrumento das ondas sísmicas que passam pelo corpo da lua ou planeta - ou, na Europa, sua casca de gelo.

p Landers, que carregaria sismômetros, "normalmente tem quatro ou seis pernas, "Disse Garnero." Se cada perna carrega um sismômetro, estes podem ser empurrados para a superfície no pouso, fazendo bom contato com o solo. "

p Além disso, ele disse, ter vários sensores em uma sonda dá aos cientistas a oportunidade de combinar os dados registrados em cada um. Isso os permite superar as vibrações sísmicas variáveis ​​registradas por cada instrumento, e permite aos cientistas saber de que direção vêm as ondas do terremoto.

p "Também podemos separar os sinais de alta frequência dos de comprimento de onda mais longo, "Garnero explicou. Quanto mais amplo o espectro que o instrumento pode sentir, mais fenômenos ele detectará. "Por exemplo, pequenos meteoritos atingindo a superfície não muito longe produziriam ondas de alta frequência, e as marés de puxões gravitacionais de Júpiter e das luas vizinhas de Europa seriam longas, ondas lentas. "

p So what would Europa sound like?

p Garnero laughed. "I think we'll hear things that we won't know what they are."

p Mas, ele disse, "ice being deformed on a local scale would be high in frequency—we'd hear sharp pops and cracks. From ice shell movements on a more planetary scale, I would expect creaks and groans."

p Ocean world

p Europa can be glimpsed in binoculars from the backyard as it circles Jupiter once every 85 hours. But it's just a point of light, looking no different from what Galileo saw when he discovered it.

p The Europa that scientists study today, Contudo, is more properly considered an ocean world. This is because of two flyby spacecraft (NASA's Voyager 1 and 2) and an orbiter (NASA's Galileo) that spent eight years at Jupiter. Long-distance observations of Europa also have come from the Hubble Space Telescope orbiting Earth, which detected plumes of water vapor erupting from the shell in 2012 and 2016.

p "At Europa, we're trying to use seismometers to determine where the liquid water lies within the ice shell, " team member Rhoden said. "We want to know how active the ice shell is."

p The answers to these questions are important to the future exploration of this moon and its habitability, ela disse. "An active shell with pockets of water creates more niches for life and more ways to transport nutrients from the ocean to the surface."

p Locating these pockets on Europa would allow future lander missions to possibly sample ocean water brought up through the ice shell.

p Just how active is Europa?

p "We don't know, " Rhoden said. The surface is geologically young, with an approximate age (based on numbers of craters) of 50 to 100 million years. "It may have undergone an epoch of activity early in that period and then shut down." But it's equally possible, she says, that the shell is experiencing fractures, uplifts, offsets, and melt-throughs today.

p "Hubble's recent plume observations last fall appear to support that."

p As Europa orbits Jupiter, it gets repeated tugs from the gravity of neighbor moons Io and Ganymede. These tugs keep Europa's orbit from becoming circular and that lets Jupiter stress the shell—and then let it relax—over and over, endlessly. Assim, Rhoden said, seismometers on the surface should detect any ongoing activity in the shell.

p The team developing the SESE seismometer has its sights on Europa, but they are also looking beyond, because the design is robust and adaptable. This could let it become something of a universal instrument for seismology on other worlds.

p As team leader Yu explains, "With modification to fit local environments, this instrument should work on Venus and Mars, and likely other planets and moons, também."