La luna ghiacciata di Giove, Europa, ha un oceano di acqua liquida sotto la sua superficie; La possibilità che questo oceano possa essere abitabile è un incentivo per un’ulteriore esplorazione della Luna da parte della prossima missione Europa Clipper della NASA. Uno degli obiettivi principali della missione è valutare in modo completo la composizione della Luna, che è essenziale per valutare l'abitabilità di Europa.
Attraverso potenti telerilevamenti e indagini sul campo, la missione Europa Clipper esplorerà la composizione della superficie e del sottosuolo di Europa, la sua atmosfera sottile e l'ambiente spaziale locale che circonda la Luna. Attraverso queste valutazioni verranno raccolte prove sulla composizione interna di Europa, soprattutto in aree che potrebbero rivelare materiale sotterraneo, inclusi terreni geologici convincenti o siti che indicano attività recenti o attuali come potenziali pennacchi.
L’indagine pianificata del mondo ghiacciato limiterà i modelli che simulano i processi esterni ed interni in corso che ne stanno modificando la composizione.
Questo documento presenta gli obiettivi di formazione di Europa per la missione Clipper, le indagini sinergiche focalizzate sulla formazione che saranno condotte e come il previsto ritorno scientifico migliorerà la nostra comprensione dell'origine, dell'evoluzione e dello stato attuale di Europa.
Un concept artistico che mostra una varietà di processi noti e ipotizzati che hanno influenzato la composizione dell'atmosfera sottile, della superficie e dell'interno superiore di Europa negli ultimi anni. I processi all'interno dell'oceano e della crosta ghiacciata di Europa possono portare materiali oceanici in superficie, e alcuni materiali superficiali potrebbero essere trasportati nel sottosuolo da eventi geologici. La composizione della superficie viene modificata dall'esposizione alle radiazioni del campo magnetico di Giove e al materiale proveniente dallo spazio, in particolare al materiale espulso dai vulcani di Io. I volatili e i granelli di ghiaccio/polvere vengono dispersi dalla superficie nella sottile atmosfera mediante radiazioni e bombardamento da parte di micrometeoriti. Parte di questo materiale ritorna in superficie, mentre alcune molecole e atomi sfuggono e possono formare una nuvola neutra o addirittura un anello attorno a Giove. Le indagini sulla composizione della missione Europa Clipper determineranno e descriveranno la distribuzione del materiale sulla Luna, limiteranno i processi passati e presenti e lo scambio di materiale e, infine, forniranno informazioni chiave sull'abitabilità di Europa – NASA
introduzione
La missione Europa Clipper della NASA condurrà un'indagine dettagliata della luna ghiacciata di Giove, Europa, con l'obiettivo principale di valutarne l'abitabilità (Pappalardo et al. 2024; Vance et al. 2023, entrambi in questo gruppo). Attraverso una serie di sorvoli, il sistema di volo acquisirà dati di rilevamento remoto e posizione per indagare (1) la composizione, (2) le caratteristiche geologiche e (3) l'interno della Luna e (4) cercare attività attuali e recenti.
Il gruppo di lavoro sulla composizione della missione è responsabile di fornire una prospettiva scientifica di alto livello, multistrumentale e multidisciplinare, guidata dalla composizione, per raggiungere l'obiettivo della missione Europa Clipper di valutare l'abitabilità dell'oceano di Europa attraverso la sua composizione e chimica.
Questo articolo presenta studi sintetici pianificati dell’ambiente spaziale locale, dell’atmosfera, della superficie e del sottosuolo di Europa che verranno utilizzati per informare la manipolazione in corso della Luna e completare un esame completo per verificare se le condizioni su Europa sono, o sono mai state, adatte alla vita.
Simulazione dei rilevamenti di SUDA dei materiali espulsi da impatto superficiale durante i sorvoli su Thera Macula (caratteristica evidenziata in rosso) che mostra come SUDA fornirà la composizione della superficie con risoluzione spaziale sulle caratteristiche geologiche. Il pannello A mostra i siti di origine sulla superficie dei granuli rilevati da SUDA. Il pannello B mostra una tipica sequenza di rilevamento per due tipi di proiettili. I rilevamenti evidenziati in azzurro scuro e chiaro provengono rispettivamente dall'interno e dall'esterno di Thera Macula. L'altitudine di approccio più vicino di 35 km in questo modello è vicina al centro di Thera Macula, rendendolo un percorso ideale per ottenere la sua composizione superficiale. Il pannello C mostra il tasso di rilevamento tipico per entrambi i tipi di configurazione. Le linee rosse verticali tratteggiate indicano quando l'Europa Clipper si trova sopra Thera Macula. In questo caso, i rilevamenti di Thera Macula dominano il tasso di rilevamento da parte di SUDA quando sono al di sopra della caratteristica. Questa figura mostra come l'indagine SUDA mapperà la composizione della superficie di Europa attraverso misurazioni delle nubi di materiale espulso da impatto.– Springer
Esistono diversi processi fisici che possono influenzare la sottile atmosfera di Europa. Le sonde di Europa Clipper saranno in grado di rilevare materiali dispersi e potenziali materiali in risalita nell'atmosfera per valutare le composizioni superficiali ed eventualmente sotterranee. Figura da Teolis et al. (2017).– Springer
Profondità massima di penetrazione nel ghiaccio d'acqua per osservazioni di telerilevamento in funzione della lunghezza d'onda. Questa curva è stata generata sulla base delle costanti ottiche immaginarie di Warren e Brandt (2008) all'attenuazione 1/e, assumendo che il ghiaccio sia un vetro perfetto, non granulare, senza dispersione interna o rugosità superficiale. Le bande di frequenza per le indagini in Europa Clipper sono indicate dalle barre verticali trasparenti ed etichettate. Le barre verticali che iniziano nella parte superiore della figura indicano la profondità alla quale i vari processi superficiali possono influenzare il materiale e la composizione della superficie. Le profondità di elaborazione delle radiazioni sono approssimate agli estremi delle bande di arresto di S+, O+ e H+ (programma online NIST PSTAR), e − (programma online NIST ESTAR) e Bremsstrahlung (fattori di attenuazione dei raggi X del NIST). I dati sull’orticoltura Microneed provengono da Costello et al. (2021).– Springer
Esplora la composizione del pianeta Europa con la prossima missione Europa ClipperSpringer (accesso aperto)
Astrobiologia
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