Nhiệm vụ táo bạo của NASA nhằm khám phá sự sống trên Mặt trăng băng giá Europa của Sao Mộc
Bởi JET PROPULSION LABORATORY NGÀY 16 THÁNG 2 NĂM 2024
Họa sĩ vẽ tàu vũ trụ Europa Clipper của NASA. Nhà cung cấp hình ảnh: NASA/JPL-Caltech
Khoa học được thực hiện bởi bộ thiết bị phức tạp được bổ sung gần đây vào tàu vũ trụ Europa Clipper sẽ tiết lộ liệu mặt trăng Europa của Sao Mộc có những điều kiện có thể hỗ trợ sự sống hay không.
Chỉ còn chưa đầy chín tháng đếm ngược để phóng, sứ mệnh Europa Clipper của NASA đã vượt qua một cột mốc quan trọng: Các thiết bị khoa học của nó đã được bổ sung vào tàu vũ trụ khổng lồ đang được lắp ráp tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của cơ quan ở Nam California.
Dự kiến phóng từ Trung tâm Vũ trụ Kennedy ở Florida vào tháng 10, tàu vũ trụ sẽ hướng tới mặt trăng Europa được bao phủ bởi băng của Sao Mộc, nơi đại dương mặn bên dưới bề mặt đóng băng có thể có những điều kiện thích hợp cho sự sống. Europa Clipper sẽ không hạ cánh; thay vào đó, sau khi đến hệ Sao Mộc vào năm 2030, tàu vũ trụ sẽ quay quanh Sao Mộc trong 4 năm, thực hiện 49 chuyến bay ngang qua Europa và sử dụng bộ chín công cụ khoa học mạnh mẽ để nghiên cứu tiềm năng của mặt trăng như một môi trường có thể sinh sống được.
Dụng cụ khoa học và điều tra
Robert Pappalardo, nhà khoa học dự án của sứ mệnh, cho biết: “Các công cụ phối hợp chặt chẽ với nhau để trả lời những câu hỏi cấp bách nhất của chúng tôi về Europa”. “Chúng ta sẽ tìm hiểu điều gì khiến Europa hoạt động, từ lõi và phần bên trong đầy đá đến đại dương và lớp vỏ băng cho đến bầu khí quyển rất mỏng và môi trường không gian xung quanh.”
Europa Clipper của NASA, với tất cả các thiết bị được lắp đặt, có thể nhìn thấy trong phòng sạch của High Bay 1 tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của cơ quan vào ngày 19 tháng 1. Lều xung quanh tàu vũ trụ đã được dựng lên để hỗ trợ thử nghiệm điện từ.
Nhà cung cấp hình ảnh: NASA/JPL-Caltech
Điểm nổi bật trong cuộc điều tra khoa học của Europa Clipper là cách tất cả các công cụ sẽ hoạt động đồng bộ trong khi thu thập dữ liệu để hoàn thành các mục tiêu khoa học của sứ mệnh. Trong mỗi chuyến bay ngang qua, đầy đủ các thiết bị sẽ thu thập các phép đo và hình ảnh sẽ được xếp chồng lên nhau để vẽ nên bức tranh đầy đủ về Europa.
Pappalardo nói: “Khoa học sẽ tốt hơn nếu chúng ta thu được các quan sát cùng một lúc. “Điều chúng tôi đang phấn đấu là sự hội nhập, để tại bất kỳ thời điểm nào, chúng tôi có thể sử dụng tất cả các công cụ để nghiên cứu Europa cùng một lúc và không cần phải đánh đổi giữa chúng.”
Nghiên cứu chuyên sâu về môi trường Europa
Bằng cách nghiên cứu môi trường xung quanh Europa, các nhà khoa học sẽ tìm hiểu thêm về bên trong mặt trăng. Tàu vũ trụ mang theo một từ kế để đo từ trường xung quanh mặt trăng. Dữ liệu đó sẽ là chìa khóa để hiểu về đại dương, vì từ trường được tạo ra hoặc cảm ứng bởi độ dẫn điện của nước mặn trong đại dương khi Europa di chuyển qua từ trường mạnh của Sao Mộc. Hoạt động song song với từ kế là một công cụ sẽ phân tích plasma (các hạt tích điện) xung quanh Europa, thứ có thể làm biến dạng từ trường. Cùng nhau, họ sẽ đảm bảo các phép đo chính xác nhất có thể.
Những gì sứ mệnh khám phá về bầu khí quyển của Europa cũng sẽ mang lại những hiểu biết sâu sắc về bề mặt và bên trong của mặt trăng. Trong khi bầu khí quyển mờ nhạt với áp suất chỉ bằng 100 tỷ áp suất của bầu khí quyển Trái đất, các nhà khoa học hy vọng rằng nó chứa đựng rất nhiều manh mối về mặt trăng. Họ có bằng chứng từ các kính thiên văn trên không gian và trên mặt đất rằng có thể có những luồng hơi nước thoát ra từ bên dưới bề mặt mặt trăng, và các quan sát từ các sứ mệnh trước đây cho thấy rằng các hạt băng và bụi đang bị đẩy vào không gian do tác động của thiên thạch vi mô.
Ba công cụ sẽ giúp điều tra khí quyển và các hạt liên quan của nó: Một máy quang phổ khối sẽ phân tích khí, máy phân tích bụi bề mặt sẽ kiểm tra bụi và máy quang phổ sẽ thu thập ánh sáng cực tím để tìm kiếm các luồng khí và xác định các đặc tính của khí quyển thay đổi như thế nào theo thời gian .
Thăm dò bề mặt và phân tích vỏ băng
Trong suốt thời gian đó, các máy ảnh của Europa Clipper sẽ chụp các bức ảnh góc rộng và góc hẹp của bề mặt, cung cấp bản đồ toàn cầu có độ phân giải cao đầu tiên về Europa. Hình ảnh lập thể, màu sắc sẽ tiết lộ bất kỳ thay đổi nào trên bề mặt do hoạt động địa chất. Một thiết bị chụp ảnh riêng biệt đo nhiệt độ sẽ giúp các nhà khoa học xác định những khu vực ấm hơn nơi nước hoặc lớp băng mới hình thành có thể ở gần bề mặt.
Máy quang phổ hình ảnh sẽ lập bản đồ băng, muối và các phân tử hữu cơ trên bề mặt mặt trăng. Bộ hình ảnh phức tạp cũng sẽ hỗ trợ bộ công cụ đầy đủ bằng cách thu thập các hình ảnh trực quan để cung cấp bối cảnh cho bộ dữ liệu được thu thập.
Tất nhiên, các nhà khoa học cũng cần hiểu rõ hơn về bản thân lớp vỏ băng. Ước tính dày khoảng 10 đến 15 dặm (15 đến 25 km), lớp vỏ bên ngoài này có thể hoạt động về mặt địa chất, có thể dẫn đến các vết nứt có thể nhìn thấy được trên bề mặt. Bằng cách sử dụng thiết bị radar, sứ mệnh sẽ nghiên cứu lớp vỏ băng, bao gồm cả việc tìm kiếm nước bên trong và bên dưới nó. (Hướng dẫn
Thiết bị điện tử của ument hiện đang ở trên tàu vũ trụ, trong khi ăng-ten của nó sẽ được gắn vào các tấm pin mặt trời của tàu vũ trụ tại Kennedy vào cuối năm nay.)
Cuối cùng là cấu trúc bên trong của Europa. Để tìm hiểu thêm về nó, các nhà khoa học sẽ đo trường hấp dẫn của mặt trăng tại nhiều điểm khác nhau trên quỹ đạo của nó quanh Sao Mộc. Việc quan sát cách các tín hiệu truyền từ tàu vũ trụ bị lực hấp dẫn của Europa kéo theo có thể cho nhóm nghiên cứu biết thêm về bên trong mặt trăng. Các nhà khoa học sẽ sử dụng thiết bị viễn thông của tàu vũ trụ cho cuộc nghiên cứu khoa học này.
Với tất cả chín thiết bị và hệ thống viễn thông trên tàu vũ trụ, nhóm sứ mệnh đã bắt đầu thử nghiệm tàu vũ trụ hoàn chỉnh lần đầu tiên. Sau khi Europa Clipper được thử nghiệm đầy đủ, nhóm sẽ gửi tàu đến Kennedy để chuẩn bị phóng trên tên lửa hạng nặng Falcon Falcon.
Tổng quan về sứ mệnh và mục tiêu
Mục tiêu khoa học chính của Europa Clipper là xác định xem có nơi nào bên dưới mặt trăng băng giá của Sao Mộc, Europa, có thể hỗ trợ sự sống hay không. Ba mục tiêu khoa học chính của sứ mệnh là xác định độ dày của lớp vỏ băng giá của mặt trăng và sự tương tác bề mặt của nó với đại dương bên dưới, nghiên cứu thành phần của nó và mô tả đặc điểm địa chất của nó. Việc khám phá chi tiết Europa của sứ mệnh sẽ giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về tiềm năng sinh học vũ trụ đối với các thế giới có thể sinh sống được ngoài hành tinh của chúng ta.
