Космический корабль исследует обитаемость океанских спутников Юпитера | Наука

Ганимед, самый большой а, практически планета. Он больше Меркурия и является единственным спутником с собственным магнитным полем, создаваемым взбалтыванием расплавленного железа в его ядре. Его ледяная кора толщиной более 100 километров изрезана гребнями и канавками, свидетельствующими о прошлой тектонической активности. Гладкие равнины предполагают, что криовулканы, извергающие лед, могли замостить части Луны. Многие исследователи считают, что под корой находится соленый океан, согреваемый внутренним теплом Луны и гравитационным воздействием Юпитера. «Теперь стало ясно, что жидкую воду можно найти гораздо дальше от Солнца, чем мы когда-либо думали», — говорит Мишель Догерти, космический физик из Имперского колледжа Лондона.

Ганимед — один из трех спутников Юпитера, на которых могут быть скрытые океаны — все возможные места обитания для жизни. Они являются целью 1,6 млрд. долл.. Исследователь ледяных лун Юпитера (Juice), миссии Европейского космического агентства (ЕКА), которая должна стартовать 13 апреля на ракете Ariane 5 из Французской Гвианы. Благодаря гравитационному содействию Земли и Венеры Juice долетит до Юпитера за 8 лет. Он проведет еще 3 года, прогуливаясь среди лун, в конечном итоге оказавшись на узкой орбите вокруг Ганимеда — впервые космический ь будет вращаться вокруг луны, отличной от Земли.

Сестра Ганимеда, спутник Европа, уже давно привлекала больше внимания как возможное место для жизни и является целью другого космического корабля НАСА. Европа Клипер, который должен быть запущен в октябре 2024 года. Ледяная оболочка Европы намного тоньше, чем у Ганимеда, возможно, всего 15 километров в толщину, а ее океан может иногда пробиваться сквозь поверхность — возможно, даже посылая в космос потоки воды. Но Европа вращается ближе к интенсивному радиационному полю Юпитера, что нарушит работу электроники любого космического корабля, находящегося поблизости. Clipper, который прибудет на год раньше Juice благодаря более мощной ракете, осмотрит Европу, пролетев мимо нее 50 раз.

Сок также дважды пролетит мимо Луны. Если шлейфы существуют, масс-спектрометр Juice сможет исследовать их внешние пределы и искать органические молекулы. Радар космического корабля, способный проникать сквозь лед толщиной 9 километров и более, может видеть океан, если корка достаточно тонкая, или, по крайней мере, подповерхностные карманы воды, встроенные во лед. Извержения из этих карманов могут быть причиной «территорий хаоса», рельефа из трещин, покрывающих четверть поверхности Луны. Juice также будет использовать лазерный высотомер — инструмент, которого у Clipper нет, — для поиска впадин, через которые может прорваться подповерхностная вода. «Мы включим все инструменты, чтобы собрать как можно больше», — говорит Оливье Витасс, научный сотрудник проекта Juice в Европейском центре космических исследований и технологий ЕКА.

Каллисто, самый дальний из спутников Юпитера, является еще одной целью для Джуса. Он не получает много энергии от приливов Юпитера, и данные космического корабля НАСА «Галилео» в 1990-х годах показывают, что он никогда не нагревался настолько, чтобы разделяться на отдельные слои, в результате чего его лед и скала смешивались друг с другом. «Мы думаем, что он вообще неактивен, мертвая луна», — говорит Витассе. Тем не менее, магнитометр Галилея обнаружил намеки на то, что Каллисто тоже может содержать океан: слабые признаки магнитного поля, возможно, возникшего, когда сильное магнитное поле Юпитера проходит через электропроводящую соленую воду в недрах Луны и индуцирует токи и магнетизм. Внимательно изучив это индуцированное поле, Джус смог определить, существует ли этот океан.



В конце 2034 года Juice наконец выйдет на орбиту в 500 км над Ганимедом. Одной из задач будет разграничение океана, который, по мнению некоторых исследователей, может состоять из нескольких слоев, разделенных льдом высокого давления. Кора Ганимеда слишком толстая для радара Джуса, но структура океана может быть раскрыта путем тщательного изучения того, как его выплескивание способствует орбитальным колебаниям в сочетании с измерениями индуцированных магнитных полей. Радар также может выявлять карманы воды, которые могут вызывать извержения, образующие гладкие равнины, говорит Лоренцо Бруццоне, ученый-дистанционное зондирование из Университета Тренто. Измеряя, насколько глубоко проникает радар, команда также может узнать, насколько соленый лед, что является важным фактором его температуры замерзания.

Масс-спектрометр Juice может дать еще одно представление о составе корки. Он будет обнюхивать тонкую атмосферу Луны в поисках молекул, покинувших поверхность. «Вы получаете наземную правду, непосредственно исследуя материал», — говорит Одри Форбургер, планетолог из Бернского университета. Между тем, магнитометр поможет определить размер ядра и океана, измеряя их отдельные вклады в поле Луны.

НАСА может покончить с Europa Clipper, врезав его в Юпитер, иначе микробы на космическом корабле засеют океан Европы земной жизнью. Толстая оболочка Ганимеда означает, что команде Juice не нужно так сильно беспокоиться о загрязнении. Он планирует завершить миссию где-то после 2035 года, столкнувшись со своей целью, оставив еще один кратер на ледяной корке.