Hipotetyczne lądowanie na Europie, księżycu Jowisza. Ten z pozoru zwyczajny obiekt kryje w sobie coś, co niesie ze sobą potencjał postawienia na głowie całego naszego standardowego pojmowania istoty istnienia życia we Wszechświecie.
Dlaczego Europa?
Jowisz posiada ponad 60 księżycy i większość nie wyróżnia się niczym szczególnym. Europa jest jednak nieco inna niż pozostałe. Orbita Europy jest bardzo nieznacznie eliptyczna, nie idealnie okrągła. Sprawia to, że księżyc ten okresowo oddala się i ponownie zbliża do Jowisza. Dodatkowo, sam Jowisz również porusza się relatywnie, gdyż jego najbliższy księżyc - Io, jest na tyle bliski i duży, że wpływa na planetę, przez co Jowisz wykonuje delikatne ruchy mimośrodowe zależne od Io (patrz animacja). I trzecia sprawa - w momencie wzajemnych zbliżań się Europy i Io, również występują napięcia. Te trzy rzeczy sprawiają, że Europa jest stale targana przeciążeniami grawitacyjnymi, które okresowo napinają jej strukturę i ponownie rozluźniają.
Mniejszy obiekt nie okrąża większego, lecz obydwa okrążają wspólny środek masy.
Podobny mechanizm funkcjonuje na Ziemi jako pływy morskie. Gdy nasz ziemski księżyc okrąża Ziemię, ciągnie w swoim kierunku masę wodną tworząc pewnego rodzaju wybrzuszenie i odkształcając jej powierzchnię. Siła ta działa nie tylko na wodę, działa także na samą ziemię (glebę), lecz w jej przypadku siły tarcia, lepkość, i jej ciężar nie pozwalają na tak wyraźną obserwację.
Stale odkształcana Europa zyskuje dzięki temu energię, gdyż wewnątrz stale zachodzą zjawiska tarcia i zmian ciśnienia.
Powierzchnia
Powierzchnia Europy jest inna niż powierzchnie wszystkich pozostałych obiektów Układu Słonecznego. Przyjrzyjmy się poniższemu zdjęciu. Już na pierwszy rzut oka widać jej egzotyczną rzeźbę. Nie przywykliśmy to tego, aby powierzchnia ciała niebieskiego była tak niecodzienna.
Nie czytając tekstu poniżej zdjęcia, przyjrzyjcie się dobrze tej fotce i spróbujcie odpowiedzieć na pytanie, czego tu nie ma. Czego brakuje? Co zwykle znajduje się na takich zdjęciach a tutaj tego nie ma?
Powierzchnia Europy jest niecodziennie gładka. Księżyc ten, znajdując się w takim otoczeniu w jakim się znajduje, z całą pewnością nie powinien być tak gładki. Jak widać powyżej, na jego powierzchni niemal nie ma żadnych kraterów uderzeniowych, podczas gdy inne księżyce Jowisza są nimi usiane.
Spójrzmy na inne zdjęcie. Tym razem pytanie brzmi Co wyjątkowego widać na tej fotce. Co rzuca się w oczy a czego nie widać na innych planetach/księżycach?
Chodzi oczywiście o ciemne linie. Linie te nie występują tylko na jakimś ograniczonym obszarze. Cała Europa jest nimi pokryta. Mamy więc dwa dziwne fakty - niemal brak kraterów uderzeniowych oraz wielkoskalowe struktury przypominające linie o grubości nawet do 20 kilometrów. Obydwa te fakty, mają najprawdopodobniej jedną, wspólną przyczynę. Powierzchnia Europy to jedna wielka lodowa skorupa.
Gdzie się podziały kratery ? Europa jest uderzana meteorytami tak jak pozostałe księżyce Jowisza (ponieważ Jowisz to swoisty grawitacyjny magnes na meteoryty), lecz ponieważ jej powierzchnia to wodny lód, kratery uderzeniowe zasklepiają się i znikają. Przy uderzeniu obiektu wyzwalana jest ogromna energia. Energia ta wywołuje zmianę stanu skupienia lodu w który uderza. Lód wyparowuje lub topnieje, aby po całym zdarzeniu ponownie wypełnić krater, maskując ślady jeśli meteoryt nie był zbyt duży.
Linie natomiast są najprawdopodobniej pęknięciami tej lodowej skorupy, wywołanymi przez odkształcenia księżyca, wywołane zmiennymi siłami grawitacyjnymi z jego otoczenia. Cała skostniała powierzchnia "pracuje", pęka i przemieszcza się względem siebie.
Wnętrze
Skoro powierzchnia Europy to najzwyklejszy wodny lód a cały księżyc targany jest zmiennymi siłami grawitacyjnymi, to wewnątrz tego ciała, mogą dziać się nader interesujące rzeczy. Energia uzyskana przez ciągłe okresowe odkształcanie księżyca, jak gniecenie piłki, może być wystarczająca do tego, aby wewnątrz lód stopniał. Całe wnętrze Europy może być przepastnym ciekłym oceanem wody ze skalistym dnem, okrytym grubą warstwą wiecznej zmarzliny na powierzchni.
Na korzyść tej hipotezy przemawia wiele różnych obserwacji i konsekwencji zjawisk. Obok sił grawitacyjnych, występują także pewne anomalie w polu magnetycznym, wskazujące na istnienie pod powierzchnią, warstwy o dużej przewodności elektrycznej, jaką ma np. słona woda.
Nie wiadomo dokładnie jaką grubość może mieć powierzchniowa warstwa księżyca i czy rzeczywiście znajduje się pod nią warstwa płynna. Europa nie była jak dotąd wyłącznym celem żadnej misji kosmicznej. Misja skierowana wyłącznie na jej badanie - orbiter, lub lądownik z pewnością rzuciłaby więcej światła na ten fascynujący obiekt.
Życie?
Mamy więc ciekłą wodę, pod którą występuje warstwa skał, pod którą występuje metaliczne jądro. Jeśli całość jest poddawana napięciom grawitacyjnym, to pracuje również całość, nie tylko warstwa zewnętrzna. Co za tym idzie, mogą pojawiać się zjawiska wulkaniczne. Księżyc Io, który jest poddawany większym przeciążeniom, jest księżycem wybitnie aktywnym wulkanicznie. Podobna sytuacja, lecz na mniejszą skalę może mieć miejsce w przypadku Europy. Dno podlodowego oceanu europeańskiego (europejskiego?), może być usiane podwodnymi kominami, podobnymi do tych jakie znajdują się na dnie atlantyku, wokół których kwitnie życie niezależne od światła słonecznego.
Jeśli sytuacja taka utrzymywała się od dłuższego czasu, we wnętrzu Europy mogło dojść biogenezy. Jeśli biogeneza wystąpiła wystarczająco wcześnie, dziś pod powierzchnią tego księżyca mogą pływać gigantyczne stworzenia o jakich nie śniło się największym fantastom, stworzenia nie mające ani jednego wspólnego "genu" z żadnym organizmem ziemskim.
Oczywiście może być i tak, że oceanu nie ma wcale, choć przemawia za nim coraz więcej i więcej przesłanek. Może być również tak, że ocean jest, lecz jest zupełnie martwy lub występują jakieś prymitywne bakterie skupione wokół podwodnych kominów. Jednak nawet to będzie epokowym odkryciem, bo dowiedzielibyśmy się, że życie nie jest aż tak rzadkie, jak nam się wydawało. Jakąkolwiek hipotezę przyjmiemy, zweryfikują ją przyszłe misje badawcze, ale jeśli gdziekolwiek w Układzie Słonecznym powinniśmy szukać życia, to jest to właśnie Europa.
Misje bezzałogowe
Celem misji bezzałogowej będzie przede wszystkim zbadanie powierzchni i warunków na niej. Musimy wiedzieć czy na pewno jest to lód i jakie ma właściwości. Z całą pewnością sonda będzie musiała też zbadać przecinające księżyc bruzdy, by poznać ich wiek i mechanizm powstawania. Najważniejsze jednak wydaje się zbadanie wnętrza Europy. Lądownik wyposażony w georadar i inne urządzenia, będzie w stanie spenetrować wnętrze księżyca bez przebijania się przez nie fizycznie. Różnice w charakterystyce lodu i ciekłej wody będzie można wykryć zdalnie.
Oczywiście znacznie bardziej pociągającą perspektywą jest wizja bezpośredniego zbadania wnętrza księżyca, poprzez wysłanie zautomatyzowanego robota, który przedostanie się przez jego powierzchnię a następnie opadnie na dno oceaniczne lub utrzyma się w toni i rozpocznie badania. Pozostaje jednak kwestia przesyłu danych z powrotem na Ziemię. Kontrola lub otrzymywanie danych od robota, który przeszedł przez np. 100-kilometrową warstwę lodu i pływa sobie w czarnym wnętrzu księżyca, krążącego wokół Jowisza, to problem raczej nietrywialny. Z tej przyczyny na pierwszy ogień pójdą raczej prostsze metody radarowe.
Jak wyglądałby taki robot-wiertniczy? Lądownik zawierałby ustawioną pionowo "torpedę", dzięki energii jądrowej rozgrzewającą się na czubku i ustawioną tym właśnie czubkiem do dołu. Rozgrzany czubek takiego "kriobota" topi lód a siła grawitacji sprawia że cała torpeda opada w dół wytapianego kanału. Ponieważ cały czas jej ciężar spycha ją na dno kanału, to cały czas styka się z lodem, topiąc kolejne i kolejne jego warstwy. Nawet nieznacznie wysoka temperatura wystarczy aby lód topniał a torpeda posuwała się w dół. Bez żadnych wierteł itp. sama wysoka temperatura + grawitacja. Proces trwa dopóty, dopóki torpeda nie przetopi się przez warstwę lodu i trafi pod spód, gdzie albo opadnie na dno, albo wypuści ze swego wnętrza kolejnego robota, który z kolei zajmie się już wyłącznie badaniami.
Misje załogowe
Zakładając przez jedną piękną chwilę, że ocean będzie usiany życiem a ludzkość będzie skłonna wysłać tam ludzi, to niechybnie staniemy przed kilkoma problemami. Powierzchnia Europy to raczej niegościnne miejsce, o temperaturach schodzących poniżej -200 stopni C, niskiej grawitacji i wysokim poziomie promieniowania na powierzchni, zatem nie powinniśmy pozostawać tam zbyt długo. Zresztą nie interesuje nas powierzchnia a ocean pod powierzchnią, potrzeba zatem łodzi podwodnej. Którą trzeba przetransportować z Ziemi...
Zakładając nawet, że w jakiś sposób udałoby się to uczynić, idźmy dalej. Mamy wodę - mamy. Mamy paliwo i tlen również mamy (H i O). Nie mamy jednak jedzenia, więc albo będziemy je produkować na łodzi, albo zjadać organizmy europeańskie, albo nie polecimy wcale
No i oczywiście łódź z ludźmi musi potem przedostać się ponownie na powierzchnię i wrócić na Ziemię... Wydaje się zatem, że prędzej na Marsie powstanie kolonia, niż taka misja zostanie w ogóle wzięta pod uwagę.
A tutaj świetny materiał z youtube'a
Źródło
Dlaczego Europa?
Jowisz posiada ponad 60 księżycy i większość nie wyróżnia się niczym szczególnym. Europa jest jednak nieco inna niż pozostałe. Orbita Europy jest bardzo nieznacznie eliptyczna, nie idealnie okrągła. Sprawia to, że księżyc ten okresowo oddala się i ponownie zbliża do Jowisza. Dodatkowo, sam Jowisz również porusza się relatywnie, gdyż jego najbliższy księżyc - Io, jest na tyle bliski i duży, że wpływa na planetę, przez co Jowisz wykonuje delikatne ruchy mimośrodowe zależne od Io (patrz animacja). I trzecia sprawa - w momencie wzajemnych zbliżań się Europy i Io, również występują napięcia. Te trzy rzeczy sprawiają, że Europa jest stale targana przeciążeniami grawitacyjnymi, które okresowo napinają jej strukturę i ponownie rozluźniają.
Mniejszy obiekt nie okrąża większego, lecz obydwa okrążają wspólny środek masy.
Podobny mechanizm funkcjonuje na Ziemi jako pływy morskie. Gdy nasz ziemski księżyc okrąża Ziemię, ciągnie w swoim kierunku masę wodną tworząc pewnego rodzaju wybrzuszenie i odkształcając jej powierzchnię. Siła ta działa nie tylko na wodę, działa także na samą ziemię (glebę), lecz w jej przypadku siły tarcia, lepkość, i jej ciężar nie pozwalają na tak wyraźną obserwację.
Stale odkształcana Europa zyskuje dzięki temu energię, gdyż wewnątrz stale zachodzą zjawiska tarcia i zmian ciśnienia.
Powierzchnia
Powierzchnia Europy jest inna niż powierzchnie wszystkich pozostałych obiektów Układu Słonecznego. Przyjrzyjmy się poniższemu zdjęciu. Już na pierwszy rzut oka widać jej egzotyczną rzeźbę. Nie przywykliśmy to tego, aby powierzchnia ciała niebieskiego była tak niecodzienna.
Nie czytając tekstu poniżej zdjęcia, przyjrzyjcie się dobrze tej fotce i spróbujcie odpowiedzieć na pytanie, czego tu nie ma. Czego brakuje? Co zwykle znajduje się na takich zdjęciach a tutaj tego nie ma?
Powierzchnia Europy jest niecodziennie gładka. Księżyc ten, znajdując się w takim otoczeniu w jakim się znajduje, z całą pewnością nie powinien być tak gładki. Jak widać powyżej, na jego powierzchni niemal nie ma żadnych kraterów uderzeniowych, podczas gdy inne księżyce Jowisza są nimi usiane.
Spójrzmy na inne zdjęcie. Tym razem pytanie brzmi Co wyjątkowego widać na tej fotce. Co rzuca się w oczy a czego nie widać na innych planetach/księżycach?
Chodzi oczywiście o ciemne linie. Linie te nie występują tylko na jakimś ograniczonym obszarze. Cała Europa jest nimi pokryta. Mamy więc dwa dziwne fakty - niemal brak kraterów uderzeniowych oraz wielkoskalowe struktury przypominające linie o grubości nawet do 20 kilometrów. Obydwa te fakty, mają najprawdopodobniej jedną, wspólną przyczynę. Powierzchnia Europy to jedna wielka lodowa skorupa.
Gdzie się podziały kratery ? Europa jest uderzana meteorytami tak jak pozostałe księżyce Jowisza (ponieważ Jowisz to swoisty grawitacyjny magnes na meteoryty), lecz ponieważ jej powierzchnia to wodny lód, kratery uderzeniowe zasklepiają się i znikają. Przy uderzeniu obiektu wyzwalana jest ogromna energia. Energia ta wywołuje zmianę stanu skupienia lodu w który uderza. Lód wyparowuje lub topnieje, aby po całym zdarzeniu ponownie wypełnić krater, maskując ślady jeśli meteoryt nie był zbyt duży.
Linie natomiast są najprawdopodobniej pęknięciami tej lodowej skorupy, wywołanymi przez odkształcenia księżyca, wywołane zmiennymi siłami grawitacyjnymi z jego otoczenia. Cała skostniała powierzchnia "pracuje", pęka i przemieszcza się względem siebie.
Wnętrze
Skoro powierzchnia Europy to najzwyklejszy wodny lód a cały księżyc targany jest zmiennymi siłami grawitacyjnymi, to wewnątrz tego ciała, mogą dziać się nader interesujące rzeczy. Energia uzyskana przez ciągłe okresowe odkształcanie księżyca, jak gniecenie piłki, może być wystarczająca do tego, aby wewnątrz lód stopniał. Całe wnętrze Europy może być przepastnym ciekłym oceanem wody ze skalistym dnem, okrytym grubą warstwą wiecznej zmarzliny na powierzchni.
Na korzyść tej hipotezy przemawia wiele różnych obserwacji i konsekwencji zjawisk. Obok sił grawitacyjnych, występują także pewne anomalie w polu magnetycznym, wskazujące na istnienie pod powierzchnią, warstwy o dużej przewodności elektrycznej, jaką ma np. słona woda.
Nie wiadomo dokładnie jaką grubość może mieć powierzchniowa warstwa księżyca i czy rzeczywiście znajduje się pod nią warstwa płynna. Europa nie była jak dotąd wyłącznym celem żadnej misji kosmicznej. Misja skierowana wyłącznie na jej badanie - orbiter, lub lądownik z pewnością rzuciłaby więcej światła na ten fascynujący obiekt.
Życie?
Mamy więc ciekłą wodę, pod którą występuje warstwa skał, pod którą występuje metaliczne jądro. Jeśli całość jest poddawana napięciom grawitacyjnym, to pracuje również całość, nie tylko warstwa zewnętrzna. Co za tym idzie, mogą pojawiać się zjawiska wulkaniczne. Księżyc Io, który jest poddawany większym przeciążeniom, jest księżycem wybitnie aktywnym wulkanicznie. Podobna sytuacja, lecz na mniejszą skalę może mieć miejsce w przypadku Europy. Dno podlodowego oceanu europeańskiego (europejskiego?), może być usiane podwodnymi kominami, podobnymi do tych jakie znajdują się na dnie atlantyku, wokół których kwitnie życie niezależne od światła słonecznego.
Jeśli sytuacja taka utrzymywała się od dłuższego czasu, we wnętrzu Europy mogło dojść biogenezy. Jeśli biogeneza wystąpiła wystarczająco wcześnie, dziś pod powierzchnią tego księżyca mogą pływać gigantyczne stworzenia o jakich nie śniło się największym fantastom, stworzenia nie mające ani jednego wspólnego "genu" z żadnym organizmem ziemskim.
Oczywiście może być i tak, że oceanu nie ma wcale, choć przemawia za nim coraz więcej i więcej przesłanek. Może być również tak, że ocean jest, lecz jest zupełnie martwy lub występują jakieś prymitywne bakterie skupione wokół podwodnych kominów. Jednak nawet to będzie epokowym odkryciem, bo dowiedzielibyśmy się, że życie nie jest aż tak rzadkie, jak nam się wydawało. Jakąkolwiek hipotezę przyjmiemy, zweryfikują ją przyszłe misje badawcze, ale jeśli gdziekolwiek w Układzie Słonecznym powinniśmy szukać życia, to jest to właśnie Europa.
Misje bezzałogowe
Celem misji bezzałogowej będzie przede wszystkim zbadanie powierzchni i warunków na niej. Musimy wiedzieć czy na pewno jest to lód i jakie ma właściwości. Z całą pewnością sonda będzie musiała też zbadać przecinające księżyc bruzdy, by poznać ich wiek i mechanizm powstawania. Najważniejsze jednak wydaje się zbadanie wnętrza Europy. Lądownik wyposażony w georadar i inne urządzenia, będzie w stanie spenetrować wnętrze księżyca bez przebijania się przez nie fizycznie. Różnice w charakterystyce lodu i ciekłej wody będzie można wykryć zdalnie.
Oczywiście znacznie bardziej pociągającą perspektywą jest wizja bezpośredniego zbadania wnętrza księżyca, poprzez wysłanie zautomatyzowanego robota, który przedostanie się przez jego powierzchnię a następnie opadnie na dno oceaniczne lub utrzyma się w toni i rozpocznie badania. Pozostaje jednak kwestia przesyłu danych z powrotem na Ziemię. Kontrola lub otrzymywanie danych od robota, który przeszedł przez np. 100-kilometrową warstwę lodu i pływa sobie w czarnym wnętrzu księżyca, krążącego wokół Jowisza, to problem raczej nietrywialny. Z tej przyczyny na pierwszy ogień pójdą raczej prostsze metody radarowe.
Jak wyglądałby taki robot-wiertniczy? Lądownik zawierałby ustawioną pionowo "torpedę", dzięki energii jądrowej rozgrzewającą się na czubku i ustawioną tym właśnie czubkiem do dołu. Rozgrzany czubek takiego "kriobota" topi lód a siła grawitacji sprawia że cała torpeda opada w dół wytapianego kanału. Ponieważ cały czas jej ciężar spycha ją na dno kanału, to cały czas styka się z lodem, topiąc kolejne i kolejne jego warstwy. Nawet nieznacznie wysoka temperatura wystarczy aby lód topniał a torpeda posuwała się w dół. Bez żadnych wierteł itp. sama wysoka temperatura + grawitacja. Proces trwa dopóty, dopóki torpeda nie przetopi się przez warstwę lodu i trafi pod spód, gdzie albo opadnie na dno, albo wypuści ze swego wnętrza kolejnego robota, który z kolei zajmie się już wyłącznie badaniami.
Misje załogowe
Zakładając przez jedną piękną chwilę, że ocean będzie usiany życiem a ludzkość będzie skłonna wysłać tam ludzi, to niechybnie staniemy przed kilkoma problemami. Powierzchnia Europy to raczej niegościnne miejsce, o temperaturach schodzących poniżej -200 stopni C, niskiej grawitacji i wysokim poziomie promieniowania na powierzchni, zatem nie powinniśmy pozostawać tam zbyt długo. Zresztą nie interesuje nas powierzchnia a ocean pod powierzchnią, potrzeba zatem łodzi podwodnej. Którą trzeba przetransportować z Ziemi...
Zakładając nawet, że w jakiś sposób udałoby się to uczynić, idźmy dalej. Mamy wodę - mamy. Mamy paliwo i tlen również mamy (H i O). Nie mamy jednak jedzenia, więc albo będziemy je produkować na łodzi, albo zjadać organizmy europeańskie, albo nie polecimy wcale
No i oczywiście łódź z ludźmi musi potem przedostać się ponownie na powierzchnię i wrócić na Ziemię... Wydaje się zatem, że prędzej na Marsie powstanie kolonia, niż taka misja zostanie w ogóle wzięta pod uwagę.A tutaj świetny materiał z youtube'a
Źródło
a nam, maluczkim zostaje zachwycanie się widokami odległych ciał niebieskich i życie nadzieją, że może przynajmniej na tą Europę nie zjadą się szmatogłowi ze swoimi gównianymi bombowymi rodzinami 