É uma notícia brilhante. Em pouco mais de uma década, haverá duas espaçonaves explorando um dos mundos mais habitáveis ​​do sistema solar - a lua de Júpiter, Europa. Isso é graças a um anúncio recente da NASA de que o orbitador Europa Clipper recebeu autorização, programado para chegar à lua no início da década de 2030.

Em abril deste ano, a Agência Espacial Europeia também aprovou o desenvolvimento do Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE), que atualmente está programado para alcançar o sistema de Júpiter em 2029.

No alvorecer da era espacial, imaginava-se que toda a vida dependia, em última análise, da energia do sol. As luas geladas dos planetas exteriores pareciam moradas improváveis ​​para qualquer tipo de vida. Descobertas de ecossistemas prósperos no fundo dos oceanos da Terra, contando com fontes hidrotermais para energia e combustível molecular, mudou tudo isso. Agora sabemos que a vida pode prosperar em ambientes completamente isolados do sol.

Europa é pensado para ser capaz de abrigar simples, vida microbiana em seu líquido, oceano interno abaixo de sua superfície gelada. Isso porque ele tem cada um dos três pré-requisitos essenciais para a vida em abundância:uma fonte de moléculas bioquimicamente úteis, uma fonte de energia e um solvente líquido (água) no qual as substâncias dissolvidas podem reagir quimicamente umas com as outras.

A energia de Europa vem de uma combinação de sua órbita ligeiramente elíptica em torno de Júpiter e sua interação gravitacional com duas outras luas. Esta combinação de forças sujeita Europa a uma variação da gravidade das marés com cada órbita, fazendo com que ele flexione e libere calor, o que evita que a água congele.

As moléculas bioquimicamente úteis de Europa podem vir de impactos de cometas ou das profundezas do núcleo rochoso da lua.

Radar de penetração de gelo

Tanto o Europa Clipper quanto o JUICE levarão instrumentos de radar especiais para sondar abaixo da superfície de gelo do Europa. Esta não é uma técnica nova, radar tem sido usado desde 1970 para encontrar lagos sub-glaciais na Antártica e, mais recentemente, em Marte.

Como acontece, Europa pode oferecer um ambiente ainda mais adequado para experimentar, porque o gelo fica mais frio, mais transparente se torna para o radar. Estando tão longe do sol, as temperaturas de superfície diurnas típicas em Europa são -170 ° C. O objetivo em Europa é estabelecer a profundidade em que a camada de gelo dá lugar a um oceano global de água líquida. Os modelos atuais prevêem que está a uma profundidade de 15-25km.

Contudo, água líquida também pode ser encontrada muito mais perto da superfície, que seria mais fácil de chegar. As evidências das imagens do Telescópio Espacial Hubble parecem mostrar plumas de água líquida em erupção do hemisfério sul. A produção dessas plumas pode funcionar como um vulcão, com água líquida jorrando do oceano abaixo.

Água, sob pressão suficiente, forçará seu caminho através de fraturas e vazios dentro do gelo, eventualmente alcançando a superfície para entrar em erupção como gêiseres. Durante este processo, qualquer água líquida que não chega à superfície pode, no entanto, preencher vazios e rachaduras no gelo, formando algo muito semelhante aos lagos sub-glaciais de Marte e da Antártica.

As missões devem ser capazes de encontrar esses recursos, se eles existirem. Tudo isso contribui para um dos objetivos finais dessas missões, que é descobrir a melhor localização para um futuro módulo de pouso que poderia um dia perfurar o gelo e alcançar o enigmático reino do oceano abaixo.

Mapas gravitacionais

Nave espacial viajando perto da superfície de um planeta ou lua pode usar pequenas mudanças na velocidade do foguete para detectar variações sutis no campo gravitacional desse objeto. Essas "anomalias gravitacionais" são causadas por mudanças na densidade do material sob a superfície planetária à medida que a espaçonave sobrevoa.

Por exemplo, a rocha mais densa que se pode encontrar em uma cordilheira pode fazer com que a espaçonave experimente um puxão gravitacional extra mensurável. A detecção de anomalias gravitacionais na Terra tem sido usada por muitos anos para identificar estruturas subterrâneas, como campos de petróleo, depósitos de metal e a famosa cratera de impacto destruidora de dinossauros em Chixculub, no México.

JUICE e Europa Clipper também serão capazes de detectar anomalias gravitacionais e, potencialmente, permitir que os cientistas encontrem características interessantes no fundo do oceano. Um fundo do oceano liso com pequenas anomalias gravitacionais seria realmente uma bênção para as perspectivas de vida, pois isso implicaria em mais fluxo de calor do interior da lua.

Atravessando o gelo

Mas, para finalmente encontrar vida na Europa, temos que chegar abaixo do gelo colocando um módulo de pouso na superfície, potencialmente carregando um submarino. Mesmo que Europa Clipper e JUICE identifiquem onde o gelo é mais fino, isso será um desafio.

Europa está perto de Júpiter, o que significa que a espaçonave precisa de muito combustível para mudar sua velocidade o suficiente para que possam sair do enorme campo de gravidade do planeta e entrar em órbita ao redor da lua. SUCO, na verdade, se tornará a primeira espaçonave a realizar esta manobra em Ganimedes, uma das outras luas de Júpiter, e usará 3, 000 kg de combustível para o fazer na mesma viagem.

Também há grandes quantidades de radiação prejudicial em Júpiter, o que pode danificar a espaçonave a longo prazo. Europa Clipper, portanto, permanecerá em longas órbitas em volta de Júpiter, retirando-o repetidamente do campo de radiação. Ele estudará Europa, em vez disso, fará sobrevôos à lua.

A falta de atmosfera substancial em Europa coloca outro problema. Isso significa que não podemos reduzir a velocidade de um módulo de pouso com escudos térmicos e pára-quedas. Tudo deve ser feito com foguetes, exigindo ainda mais combustível. A falta de atmosfera também oferece pouca proteção contra radiação enquanto a sonda está na superfície.

Mesmo que uma espaçonave sobreviva a um pouso, existe a questão do próprio gelo. Usando uma furadeira mecânica para perfurar muitos quilômetros de gelo superfrio, que é tão duro quanto granito, é improvável. Em vez disso, meios mais exóticos de passagem estão sendo considerados, como usar lasers ou calor de um reator nuclear para derreter através do gelo.

Outra consideração é que Europa, Atualmente, é um ambiente intocado. Isso significa que essas tarefas complexas devem ser realizadas sem contaminar inadvertidamente o oceano com poluentes da espaçonave, ou quaisquer micróbios terrestres que possam ter pegado uma carona.

Mas de uma forma ou de outra, nós chegaremos lá. O desafio final pode ser garantir que a espaçonave ou submarino, tendo finalmente alcançado o oceano, não é comido por algo nadando nas profundezas.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.