NASA-sonde skal lede efter liv på ismånen Europa
NASA planlægger at sende en rumsonde til Jupiters måne Europa. Men overfladetemperaturen på månen er minus 160 grader, og strålingen er dødelig. Læs eksperternes analyse af den måske vanskeligste opgave i rumfarten nogensinde.
Jupiter måne Europa NASA

Udsigten fra Jupiters måne Europa illustreret af en kunstner. Overfladen er sandsynligvis rå og fuld  af is. I baggrunden ses Jupiter. (Illustration: NASA/JPL-Caltech)

Der er endnu ikke fundet liv på Mars, men NASA er allerede ved at planlægge rumsonder til en klode, hvor muligheden for at finde liv måske er større end på Mars: Jupiters isdækkede måne Europa, som måske har et 100 kilometer dybt hav neden under et mange kilometer tykt islag.

Men selv om der måske er gode muligheder for liv i havet, så er det gemt så godt væk under isen, at det bliver meget svært at komme i nærheden af.

Det bliver nødvendigt at lande på den isdækkede overflade, hvor temperaturen er minus 160 grader, og hvor strålingen ikke bare er absolut dødelig for mennesker, men også et stort problem for elektronikken.

Projekt Europa Lander er virkelig en teknisk udfordring af de helt store.

Initiativet er startet af den amerikanske kongres

Initiativet til Europa Lander er noget usædvanligt kommet fra den amerikanske kongres, hvor det at lede efter liv i rummet åbenbart er en populær sag.

NASA var ellers allerede godt i gang med en rumsonde med det lange, men meget beskrivende navn, Europa Multiple Flyby Mission. Denne sonde skal opsendes i 2022 og kredse om Jupiter i en aflang bane, der mindst 45 gange vil føre sonden forbi Europa med stor fart.

Den strategi blev valgt, fordi sonden kun kan tåle den stærke stråling i Europas afstand på 670.000 kilometer fra Jupiter i meget kort tid ad gangen.

Derfor er planen så hurtigt som muligt at komme langt væk fra Europa og Jupiter, så sonden så at sige kan køle af efter en stor dosis stråling inden den næste forbiflyvning.

Samme taktik som Juno

Det er den samme taktik, som Juno-sonden, der for tiden kredser om Jupiter, anvender: En meget aflang bane, hvor sonden langt det meste af tiden er på stor afstand af Jupiter, og for så med flere ugers mellemrum at komme så tæt på Jupiter, at det er muligt at undersøge planetens atmosfære.

Men med et mandat fra kongressen i ryggen har NASA nu undersøgt muligheden for at gennemføre projekt Europa Lander.

Det blev til en 264 sider lang rapport, som kom her i februar, hvor de forskellige muligheder blev gennemgået.

Da det kræver en ret stor sonde at landsætte selv en lille lander på Europa, er det mest sandsynligt, at Europa Lander først bliver opsendt 2024, altså to år efter Europa Multiple Flyby Mission.

europa overflade

Dette foto af Europas overflade er taget af rumsonden Galileo. (Foto: NASA/JPL-Caltech)

Tidevandskræfter holder Europa i live

Det vil koste milliarder at landsætte selv en lille sonde på Europa, men det er nu også en af de mest spændende måner i solsystemet – måske kun overgået af Saturns store måne Titan, der både har en tæt atmosfære og store søer af flydende metan på overfladen.

Europa er lidt mindre end vores egen måne, og på forhånd var den anset for en død og kraterdækket klode. Men det ændrede sig, da Voyager fløj forbi Jupiter i 1979. I stedet for klipper og kratere fandt Voyager en helt isdækket klode, næsten uden kratere. Alene det viste, at overfladen er ung, og at der derfor stadig må være en vis form for geologisk aktivitet.

Man blev hurtigt klar over, at det, der holder Europa geologisk i live, er tidevandskræfter, både fra Jupiter og nabomånerne. Den nærmeste nabo til Europa er Io med solsystemets største aktive vulkaner, og hvor tidevandskræfterne er fire gange stærkere end på Europa.

Galileo beviste, at der er hav under Europas is

Så kom rumsonden Galileo, der viste, at Europas overflade mange steder var brudt op i store 'isflager', der var et tegn på, at havet sjældne gange har været tæt på at bryde gennem isen. Der har været revner og sprækker, og store isflager har kunnet drive omkring, inden det hele er frosset til igen.

europa is

Havet under Europas is. Bemærk månen Io i baggrunden. (Illustration: NASA/JPL-Caltech)

Men lige så vigtigt er det, at isen ikke alle steder er helt hvid. Nogle steder er den mørkere, måske farvet af mineraler og organiske stoffer, som er kommet op til overfladen fra havet – og denne mulige forbindelse mellem havet og overfladen er helt afgørende for Europa Landers mulighed for at undersøge, om der er eller har været liv på Europa.

Det var også Galileo, der leverede det endelige bevis for, at der virkelig er et hav under det øverste isdække.

Europa har ikke selv noget magnetfelt, men den fejer gennem Jupiters meget stærke magnetfelt. Når det sker, vil magnetfeltet inducere elektriske strømme i havet, især hvis det er saltholdigt og dermed elektrisk ledende.

Disse strømme skaber så igen et magnetfelt, der varierer meget hurtigt og endda kan skifte retning, afhængigt af hvor Europa er i sin bane om Jupiter. Det var netop, hvad Galileo observerede.

Vand er en mulighed for liv

Forskerne regner med, at hvor der er vand, er der gode muligheder for liv. Det er måske også sandt på Europa, men det vil være liv, som helt må undvære sollys. Her fra Jorden kender vi jo allerede såkaldte 'smokers' dybt nede i havene. Her findes der et rigt liv, der alene er baseret på mineraler og organiske stoffer fra havbunden.

Man kunne forestille sig, at der findes lignende smokers i havet på Europa. I alle tilfælde er eventuelt liv på Europa godt beskyttet mod den dødbringende stråling dybt nede i et hav.

Vanskeligt at lande på Europa

Der er to enorme udfordringer for Europa Lander:

  1. Strålingen
  2. Den kendsgerning, at Europa kredser omkring Jupiter med en fart på ikke mindre end 13,7 km/s eller næsten 50.000 km i timen.

Det er en følge af Jupiters meget stærke tyngdekraft, men den store fart gør det bestemt ikke lettere at lande på Europa.

Når sonden med landeren ankommer til Jupiter, skal den manøvreres ind i samme bane som Europa, og det er noget, der kræver meget mere brændstof, end det er muligt at medbringe.

For at kunne gennemføre projektet, er planen derfor, over en periode på 18 måneder, langsomt at justere sondens bane ved gentagne tætte forbiflyvninger af tre af de fire store måner, nemlig Ganymedes, Callisto og til sidst selve Europa.

Her lader man så de tre måners tyngdekraft tage arbejdet med at ændre sondens bane. Og hele tiden skal man sørge for så aflange baner, at opholdet i den farlige del af strålingsbælterne bliver så kort som muligt.

Sonden skal parkeres i kredsløb

Alligevel skal der medføres så meget brændstof, at sondens vægt kommer op på 8 ton, eller hele 3 ton mere end Europa Multiple Flyby Mission.

Til sidst flyver sonden forbi Europa i en meget lav højde på måske bare 5 kilometer. Her frigøres så landeren, der sænkes ned til overfladen på omtrent samme måde som marsbilen Curiosity, der gennemførte landingen på Mars ved til sidst at hænge under en slags kran.

Derefter skal sonden parkeres i et kredsløb, hvorfra den kan virke som relæstation mellem landeren og Jorden – noget af en opgave, taget i betragtning at radiosignaler er op mod en time om at komme fra Jupiter og ned til Jorden. Det giver også en ret langsom overførsel af data.

europa jupiter nasa

En konceptuel tegning af, hvordan den lander, der skal undersøge Europa, kan se ud (Illustration: NASA/JPL-Caltech)

Elektronikken er udfordret af stråling

Landeren får travlt, for ingen regner med, at dens elektroniske udstyr kan klare mere end højst tre uger på overfladen. Derfor kommer den også til at køre på kemiske batterier, der ikke tager skade af lidt stråling – i modsætning til solceller.

Der er en række helt centrale målinger, som skal gennemføres. Der skal især bores ned i overfladen for at indsamle prøver, som skal analyseres for mikroorganismer. Magnetfeltet, der jo fortæller en del om havet under isen, skal nøje måles, og det samme gælder for den seismiske aktivitet.

Det videnskabelige udbytte afhænger i høj grad af, hvor heldig man er med landingsstedet – det vil jo være meget ærgerligt at lande et 'sterilt' sted, hvis der andre steder er mulighed for at studere, hvad der er kommet op fra havet.

Fantastisk udsigt fra Europa

Her er der dog en mulighed, som kan overvejes: Meget tyder på, at Europa fra tid til anden har gejsere, der slynger vanddamp med diverse stoffer ud i rummet. Der tales faktisk om at sende en lille sonde gennem en sådan gejser for at se, hvad den dog kan indeholde.

Der skal naturligvis tages en masse billeder, og man må da håbe, at Landeren også får tid til at se op. For udsigten til den vulkanske nabomåne Io må være fantastisk. Set fra Europa kan Io blive større end Månen, set her fra Jorden, og det må være muligt at se de enorme vulkanudbrud, som endda kan slynge svovl hele vejen fra Io til Europa – det ved vi fra rumsondebilleder.

Og Jupiter selv fylder en pæn del af himlen, med meget tydelige skybælter og storme. Fra Europa er det faktisk muligt at se lige ned i en storm, som er tre gange større end Jorden.