Entre el Europa Clipper y el propuesto Europa Lander, la NASA ha dejado en claro que tiene la intención de enviar una misión a esta luna helada de Júpiter en la próxima década. Desde el Voyager 1 y 2 las sondas realizaron sus sobrevuelos históricos de la luna en 1973 y 1974, que ofrecieron las primeras indicaciones de un océano de aguas cálidas en el interior de la luna, los científicos han estado ansiosos por alcanzar la cima y ver qué hay allí.
Con este fin, la NASA ha otorgado una subvención a un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Arizona para construir y probar un sismómetro especialmente diseñado que el módulo de aterrizaje usaría para escuchar el interior de Europa. Conocido como el sismómetro para explorar el subsuelo de Europa (SESE), este dispositivo ayudará a los científicos a determinar si el interior de Europa es propicio para la vida.
Según el perfil del Europa Lander, este micrófono se montaría en la sonda robótica. Una vez que llegara a la superficie de la luna, el sismómetro comenzaría a recopilar información sobre el entorno subsuperficial de Europa. Esto incluiría datos sobre sus mareas y movimientos naturales dentro del caparazón, lo que determinaría el grosor de la superficie helada.
También determinaría si la superficie tiene bolsas de agua, es decir, lagos subterráneos, y vería con qué frecuencia el agua sube a la superficie. Durante algún tiempo, los científicos sospechan que el "terreno del caos" de Europa sería el lugar ideal para buscar evidencia de vida. Se cree que estas características, que son básicamente un desorden desordenado de crestas, grietas y llanuras, son lugares donde el océano subsuperficial está interactuando con la corteza helada.
Como tal, cualquier evidencia de moléculas orgánicas u organismos biológicos sería más fácil de encontrar allí. Además, los astrónomos también han detectado columnas de agua procedentes de la superficie de Europa. Estas también se consideran una de las mejores apuestas para encontrar evidencia de vida en el interior. Pero antes de que puedan explorarse directamente, determinar dónde residen los depósitos de agua debajo del hielo y si están conectados al océano interior es primordial.
Y aquí es donde entrarían en juego instrumentos como el SESE. Hongyu Yu es ingeniero de sistemas de exploración de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de ASU y el líder del equipo SESE. Como afirmó en un artículo reciente de ASU Now, “Queremos escuchar lo que Europa tiene que decirnos. Y eso significa poner un sensible "oído" en la superficie de Europa ".
Si bien la idea de un Europa Lander aún se encuentra en la etapa de desarrollo del concepto, la NASA está trabajando para desarrollar todos los componentes necesarios para tal misión. Como tal, le han otorgado al equipo de ASU una subvención para desarrollar y probar su sismómetro en miniatura, que no mide más de 10 cm (4 pulgadas) de lado y podría instalarse fácilmente a bordo de un módulo de aterrizaje robótico.
Más importante aún, su sismómetro difiere de los diseños convencionales en que no se basa en un sensor de masa y resorte. Tal diseño no sería adecuado para una misión a otro cuerpo en nuestro Sistema Solar, ya que debe colocarse en posición vertical, lo que requiere que se planta con cuidado y no se altera. Además, el sensor debe colocarse dentro de un vacío completo para garantizar mediciones precisas.
Al utilizar un sistema microeléctrico con un electrolito líquido para un sensor, Yu y su equipo han creado un sismómetro que puede funcionar en un rango más amplio de condiciones. "Nuestro diseño evita todos estos problemas", dijo. “Este diseño tiene una alta sensibilidad a una amplia gama de vibraciones y puede operar en cualquier ángulo con respecto a la superficie. Y si es necesario, pueden golpear el suelo con fuerza al aterrizar ".
Como explicó Lenore Dai, ingeniero químico y director de la Escuela de Ingeniería de Materia, Transporte y Energía de ASU, el diseño también hace que el SESE sea muy adecuado para explorar entornos extremos, como la superficie helada de Europa. "Estamos entusiasmados con la oportunidad de desarrollar electrolitos y polímeros más allá de sus límites de temperatura tradicionales", dijo. "Este proyecto también ejemplifica la colaboración entre disciplinas".
El SESE también puede recibir una paliza sin comprometer las lecturas del sensor, que se probó cuando el equipo lo golpeó con un mazo y descubrió que aún funcionaba. Según el sismólogo Edward Garnero, quien también es miembro del equipo SESE, esto será útil. Los Landers suelen tener entre seis y ocho patas, afirma, que podrían combinarse con sismómetros para convertirlos en instrumentos científicos.
Tener tantos sensores en el módulo de aterrizaje les daría a los científicos la capacidad de combinar datos, permitiéndoles superar el problema de las vibraciones sísmicas variables registradas por cada uno. Como tal, es imprescindible asegurarse de que sean resistentes.
“Los sismómetros necesitan conectarse con la tierra sólida para operar de manera más efectiva. Si cada pata lleva un sismómetro, estos podrían ser empujados hacia la superficie al aterrizar, haciendo un buen contacto con el suelo. También podemos clasificar las señales de alta frecuencia de las de mayor longitud de onda. Por ejemplo, los pequeños meteoritos que golpean la superficie no muy lejos producirían ondas de alta frecuencia, y las mareas de tirones gravitacionales de Júpiter y las lunas vecinas de Europa producirían ondas largas y lentas ".
Tal dispositivo también podría resultar crucial para las misiones de otros "mundos oceánicos" dentro del Sistema Solar, que incluyen Ceres, Ganímedes, Calisto, Encelado, Titán y otros. También en estos cuerpos, se cree que la vida bien podría existir en los océanos de aguas cálidas que se encuentran debajo de la superficie. Como tal, un sismómetro compacto y resistente que sea capaz de trabajar en ambientes de temperatura extrema sería ideal para estudiar sus interiores.
Además, las misiones de este tipo podrían revelar dónde las capas de hielo en estos cuerpos son más delgadas y, por lo tanto, dónde son más accesibles los océanos interiores. Una vez hecho esto, la NASA y otras agencias espaciales sabrán exactamente dónde enviar la sonda (o posiblemente el submarino robótico). ¡Aunque podríamos tener que esperar algunas décadas en eso!
