Es una noticia brillante. En poco más de una década, Habrá dos naves espaciales que explorarán uno de los mundos más habitables del sistema solar:la luna Europa de Júpiter. Eso es gracias a un reciente anuncio de la NASA de que se ha dado luz verde al orbitador Europa Clipper, programado para llegar a la luna a principios de la década de 2030.

En abril de este año, la Agencia Espacial Europea también aprobó el desarrollo del Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE), que actualmente está programado para llegar al sistema de Júpiter en 2029.

En los albores de la era espacial se imaginaba que toda la vida dependía en última instancia de la energía del sol. Las lunas de bolas de hielo congeladas de los planetas exteriores parecían moradas poco probables para cualquier tipo de vida. Descubrimientos de ecosistemas prósperos en el fondo de los océanos de la Tierra, confiando en respiraderos hidrotermales tanto para energía como para combustible molecular, cambió todo eso. Ahora sabemos que la vida puede prosperar en entornos que están completamente aislados del sol.

Se cree que Europa puede albergar simples, vida microbiana en su líquido, océano interno debajo de su superficie helada. Esto se debe a que tiene cada uno de los tres requisitos previos esenciales para la vida en abundancia:una fuente de moléculas bioquímicamente útiles, una fuente de energía y un disolvente líquido (agua) en el que las sustancias disueltas pueden reaccionar químicamente entre sí.

La energía de Europa proviene de una combinación de su órbita ligeramente elíptica alrededor de Júpiter y su interacción gravitacional con otras dos lunas. Esta combinación de fuerzas somete a Europa a una variación de la gravedad de las mareas con cada órbita, haciendo que se flexione y libere calor, lo que evita que el agua se congele.

Las moléculas bioquímicamente útiles de Europa pueden provenir de impactos de cometas o de las profundidades del núcleo rocoso de la luna.

Radar de penetración de hielo

Tanto Europa Clipper como JUICE llevarán instrumentos de radar especiales para sondear debajo de la superficie del hielo de Europa. Esta no es una técnica nueva, El radar se ha utilizado desde la década de 1970 para encontrar lagos subglaciales en la Antártida y, más recientemente, en Marte.

Como sucede, Europa puede ofrecer un entorno aún más adecuado para probar esto porque el hielo más frío se pone, cuanto más transparente se vuelve al radar. Estar tan lejos del sol Las temperaturas superficiales típicas durante el día en Europa son -170 ° C. El objetivo en Europa es establecer la profundidad a la que la capa de hielo da paso a un océano global de agua líquida. Los modelos actuales predicen que se encuentra a una profundidad de 15-25 km.

Sin embargo, El agua líquida también se puede encontrar mucho más cerca de la superficie, que sería más fácil de encontrar. La evidencia de las imágenes del Telescopio Espacial Hubble parecen mostrar columnas de agua líquida que brotan del hemisferio sur. La producción de estas columnas podría funcionar como un volcán, con agua líquida que brota del océano.

Agua, bajo suficiente presión, se abrirá paso a través de fracturas y huecos dentro del hielo, eventualmente alcanzando la superficie para hacer erupción como géiseres. Durante este proceso, cualquier agua líquida que no llegue a la superficie puede, no obstante, llenar los huecos y grietas dentro del hielo, formando algo muy similar a los lagos subglaciales de Marte y la Antártida.

Las misiones deberían poder encontrar estas características si existen. Todo esto contribuye a uno de los objetivos finales de estas misiones, que es buscar la mejor ubicación para un futuro módulo de aterrizaje que algún día podría perforar el hielo y llegar al enigmático reino del océano debajo.

Mapas de gravedad

Las naves espaciales que viajan cerca de la superficie de un planeta o luna pueden usar cambios leves en la velocidad del cohete para detectar variaciones sutiles en el campo gravitacional de ese objeto. Tales "anomalías gravitacionales" son causadas por cambios en la densidad del material debajo de la superficie planetaria cuando la nave espacial sobrevuela.

Por ejemplo, La roca más densa que se puede encontrar en una cadena montañosa puede hacer que la nave espacial experimente un tirón gravitacional adicional medible. La detección de anomalías gravitacionales en la Tierra se ha utilizado durante muchos años para identificar estructuras subterráneas como campos petrolíferos, depósitos de metal y el famoso cráter de impacto destructor de dinosaurios en Chixculub en México.

JUICE y Europa Clipper también podrán detectar anomalías gravitacionales y potencialmente permitir que los científicos encuentren características interesantes en el fondo del océano. Un fondo oceánico liso con pequeñas anomalías gravitacionales en realidad sería una bendición para las perspectivas de vida, ya que implicaría más flujo de calor desde el interior de la luna.

Atravesando el hielo

Pero para finalmente encontrar vida en Europa, tenemos que meternos debajo del hielo poniendo un día un módulo de aterrizaje en la superficie, potencialmente llevando un submarino. Incluso si Europa Clipper y JUICE identifican dónde el hielo es más delgado, esto será un desafío.

Europa está cerca de Júpiter, lo que significa que las naves espaciales necesitan mucho combustible para cambiar su velocidad lo suficiente como para poder salir del campo gravitatorio masivo del planeta y entrar en órbita alrededor de la luna. JUGO, De hecho, se convertirá en la primera nave espacial en realizar esta maniobra en Ganímedes, una de las otras lunas de Júpiter, y usará 3, 000 kg de combustible para hacerlo en el mismo trayecto.

También hay enormes cantidades de radiación dañina en Júpiter, que puede dañar las naves espaciales a largo plazo. Por lo tanto, Europa Clipper permanecerá en órbitas largas alrededor de Júpiter, sacándolo repetidamente del campo de radiación. Estudiará Europa realizando en cambio sobrevuelos de la luna.

La falta de atmósfera sustancial en Europa plantea otro problema. Significa que no podemos ralentizar un módulo de aterrizaje con escudos térmicos y paracaídas. Todo debe hacerse con cohetes, requiriendo aún más combustible. La falta de atmósfera también ofrece poca protección contra la radiación mientras el módulo de aterrizaje está en la superficie.

Incluso si una nave espacial sobrevive a un aterrizaje, está la cuestión del hielo en sí. Usando un taladro mecánico para perforar muchas millas de hielo súper frío, que es tan duro como el granito, es poco probable. En su lugar, se están considerando medios más exóticos de atravesar como usar láseres o calor de un reactor nuclear para derretir el hielo.

Otra consideración es que Europa, en la actualidad, es un entorno prístino. Eso significa que estas tareas complejas deben realizarse sin contaminar inadvertidamente el océano con contaminantes de la nave espacial, o cualquier microbio terrestre que pueda haber viajado.

Pero de una forma u otra llegaremos allí. El desafío final podría ser asegurar que la nave espacial o el submarino, habiendo finalmente alcanzado el océano, no es devorado por algo que nada en las profundidades.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.