Det lyder som ren science fiction.
En slags torpedo-sonde, som skal smelte sig gennem adskillige kilometer is for så at frigive en sværm af svømmende robotter, der skal udforske et mørkt, isdækket hav.
Men det kan blive virkelighed.
NASA har for nylig dedikeret knap 4,5 million kroner (600.000 amerikanske dollar) til et såkaldt designstudie, som skal undersøge, om sådan en plan er en realistisk mulighed for at undersøge ismånen Europa, der kredser om Jupiter.
Blandt Solsystemets mange planeter og måner er Europa blandt topkandidaterne til at være potentielt livsunderstøttende – hvis ikke topkandidaten.
Målinger fortæller os, at der mange kilometer under den iskappe, der omkranser Europas overflade, gemmer sig et enormt hav af vand. Og så er der selvfølgelig den regelmæssige forekomst af de flere hundrede kilometer høje gejsere, som slipper gennem isen.
Europas overdækkede hav indeholder mindst dobbelt så meget vand, som der findes på Jorden, og indtil videre lader det til at have de rette ingredienser til at understøtte liv.
\ Jupiter og dens mange måner
Takket være sin enorme tyngdekraft har Jupiter fanget intet mindre end 80 måner i et kredsløb om sig, hvoraf 53 har fået et navn.
Af disse er Jupiters fire største måner nok de mest interessante for forskere – Io, Europa, Ganymede og Callisto. De kaldes også for de galileiske måner efter deres opdager, den berømte italienske astronom Galileo Galilei (1564–1642).
Europa, nummer to i rækken, er tilpas langt væk fra Jupiter til, at tyngdekraften ikke går grassat på de geologiske processer på samme måde som på nabomånen Io.
Europa er cirka 90 procent så stor som Månen – men indeholder alligevel meget mere vand end Jorden.
Kilde: John Leif Jørgensen
Svært, men muligt
Både at lande på Europa og ikke mindst at komme ned under isen og kigge er – mildt sagt – en udfordring.
Først skal en sonde tilbagelægge den mindst 588 millioner kilometer lange rejse, som tager tre til seks år, og lande på den fjerne måne. Dernæst skal den igennem, hvad forskerne vurderer til at være, en næsten 10 kilometer tyk iskappe for at nå det indre hav.
Trods de praktiske udfordringer møder idéen stor opbakning hos John Leif Jørgensen, professor og forskningsleder ved DTU Space på Danmarks Tekniske Universitet.
Konceptet ligger tæt op ad en løsning, som han sammen kollega Dorthe Dahl-Jensen fra Københavns Universitet selv har udforsket for nogle år tilbage til brug på Mars’ iskapper.
»Det er en ting, som vi flere gange har foreslået ESA, Den Europæiske Rumfartsorganisation, at lave,« beretter professoren.
Faktisk forsker John Leif Jørgensen lige nu i netop det, han anser som missionens måske største udfordring: at bore gennem den ti kilometer tykke is.
Sammen med sit forskningshold på DTU Space arbejder han på at designe et smeltebor, som skal være i stand til at bane sig vej gennem den kolossale iskappe.
Et aspekt, som ikke indgår i NASA’s forberedelser indtil videre, men som vil volde dem store problemer længere nede ad vejen, fortæller professoren. Han har tidligere har arbejdet sammen med NASA på blandt andet Juno-projektet og Mars-roveren Perseverance.
Han håber, at DTU Space, takket være deres forskningsmæssige forspring, kan blive den samarbejdspartner, som skal levere boret til NASA’s mission.
»Det vil helt klart være en god mulighed for samarbejde mellem USA og Danmark. Vi har erfaring i isboringer og teknikken bag,« fortæller han og tilføjer, at takket være Grønland har vi i Danmark »i mange år været verdensmestre i isboring«.
Særligt er der ét problem ved boringen, hvor det danske hold har et stort forspring: At bore i beskidt is, hvilket du kan læse mere om i faktaboksen.
\ Beskidt is blokerer
Snavs – primært aske fra den vulkansk aktive nabomåne Io – som er blevet lagret i Europas is over millioner af år, vil samle sig foran boret og blokere for det, fortæller John Leif Jørgensen.
Det samme ser det danske hold på feltture i Grønland, når de afprøver deres eget bor.
»Aske har desværre den egenskab, at det isolerer utroligt godt. Så i løbet af ingen tid, får man lavet en prop foran sig.«
»Vi kommer typisk 50–100 meter ned, før boret stopper.«
Og så er ti kilometer pludselig rigtig langt.
Selvom DTU-holdet ikke er i mål endnu, er deltagerne på sporet af en løsning. Den involverer et filter, som kan opfange smeltevandet, spule det baglæns op ad tunnelen og derefter grave til siden uden om askepuden.
En manøvre, som er noget mere kompleks, end den måske lyder til at være. Den svarer til det, man gør på borerigs, når der ligger sten i vejen.
Kilde: John Leif Jørgensen
Sværmrobotter er en gammel drøm
Hos NASA vurderer man, og det er John Leif Jørgensen enig i, at den bedste måde at udforske under Europas hav er med en sværm af små svømmende robotter.
Et koncept, NASA har døbt Sensing With Independent Micro-Swimmers — eller SWIM.
Med flere robotter kan man ganske enkelt udforske mere, så man får mere data, fortæller professoren.
»Det med sværme er en gammel drøm for videnskabsfolk. Så kan vi nemlig måle flere steder,« tilføjer han.
Robotterne skal transporteres gennem isen i det store rør afbilledet nedenfor, som NASA kalder en ‘cryobot’. Den skal bane sig vej ned med det føromtalte smeltebor i snuden.
Når cryobotten når sin destination, slipper den svømmerobotterne fri, så de kan udforske det omkringliggende område.
»Nogle skal lidt ned i vandhavet. Nogle lader sig drive med strømmen. Nogle kigger på undersiden af isen, da det er der, man forventer, der kunne være liv,« siger John Leif Jørgensen.
Han tilføjer, at hver robot vil sende billeder, data og kemiske undersøgelser tilbage. I første omgang til sonden, som sender signalet op gennem et bærekabel til landeren på overfladen, som kommunikerer via antenner med Jorden på ‘sædvanlig’ vis.
Trods det ambitiøse koncept, som ikke før er blevet afprøvet på rummissioner, vil svømmerobotterne formentlig høre til den teknisk lettere del af projektet, lyder John Leif Jørgensens vurdering:
»Det er i virkeligheden relativt simpelt. Der er kun 10 kilometers vandtryk, lidt ligesom i bunden af Marianergraven (Jordens dybeste punkt, red.).«
»Det er en teknologi, vi sagtens kan klare her på Jorden.«
Han mener til gengæld, at NASA er for optimistisk, når organisationen skriver, at cryobotten skal indeholde 48 af de små robotter. Af erfaring fra lignende projekter regner han med, at det endelige antal af svømmerobotter vil være tættere på 10.
Før det sker, skal der dog udvikles en brændstofkilde, som kan holde boret og resten af cryobotten kørende i de mange måneder, det vil tage at bore gennem iskappen.
Her er det eneste plausible bud ifølge John Leif Jørgensen et atombatteri, som man før har brugt i Mars-roveren Perseverance, og som NASA generelt er rigtig gode til. Så det, regner han heller ikke med, bliver et problem, selvom batterier, der er skræddersyet til denne mission, ikke just er i hus endnu.
Kamp mellem NASA-programmer
Der er som sagt ingen garanti for, at programmet bliver en realitet. I hvert fald ikke lige foreløbig.
John Leif Jørgensen har selv prøvet at være gennem budgetmøllen hos NASA og forklarer, at de mange missioner, agenturet har i opløb, er i tæt konkurrence om finansiering.
Forskerne på SWIM-projektet skal have et godt argument for, at deres mission bør prioriteres over andre.
Hvorvidt – eller hvornår – denne Europamission kan finde sted, afhænger i høj grad af, hvad NASA’s snarlige mission Europa Clipper melder tilbage.
\ Derfor er forholdene på Europa unikke
Fordi Europa er så tæt på Jupiter, skaber det de unikke forhold på månen – Europa burde nemlig være frossen hele vejen igennem.
»Jupiters inderste måner, Io, Europa og Ganymedes, er så stærkt påvirkede af Jupiters tyngdefelt, at de hele tiden bliver holdt varme,« fortæller John Leif Jørgensen og fortsætter.
»Når man kommer så tæt på Jupiter, som de tre inderste måner er, er tyngdefeltet så stort, og varierer så meget, at det danner en tidevandsbølge, som i Europas tilfælde er 200 meter høj.«
På grund af Europas kredsløb omkring Jupiter er denne tidevandsbølge altid i bevægelse henover månen. Den skaber så meget varme, at det smelter alt andet end den yderste skal af is, uddyber professoren.
Denne aktivitet skaber de karakteristiske revner i isen, som er tydelige i billedet ovenfor.
Kilde: John Leif Jørgensen
Nærmere bestemt er Europa Clipper på udkig efter aminosyrer i gejserudledningerne, hvilke John Leif Jørgensen kalder »en rigtig god indikator for liv.«
Hvis aminosyrerne viser sig i målingerne, forventer professoren, at SWIM-projektet og dets overordnede mission kan blive sendt op om 10 år. Ellers kan der gå dobbelt så lang tid, vurderer han.
Er der liv på Europa?
John Leif Jørgensen er ikke bange for at lege med tanken om, at der faktisk findes liv på Europa.
Selv forestiller han sig, at det kan ligne liv, som vi kender det fra dybhavet på Jorden – hvis ikke helt fremmede former for liv.
»Det ved vi jo ikke endnu«. Men de rette elementer er til stede på Europa, fortæller professoren.
»Der er enorme masser af havvand med salte i, og det er præcis i sådan en situation, at livet opstod her på Jorden,« forklarer han.
»Når der er så meget hav, og der er så meget energi, og der er alle de næringssalte, vi har brug for, har vi de tre faktorer, som, når vi kigger her på Jorden, er en forudsætning for, at der er liv.«
Eller sagt på en anden måde: Når de tre faktorer er til stede her på Jorden, findes der liv, fortæller professoren. »Uanset, hvor du kigger.«
»Så hvis der er nogle steder i Solsystemet, hvor der er en chance for liv, er det Europa.«
