Europa Clipper ve önerilen Europa Lander arasında NASA, önümüzdeki on yıl içinde Jüpiter'in bu buzlu ayına bir görev göndermeyi planladığını açıkça belirtti. O zamandan beri Yolcu 1 ve 2 sondalar, ayın iç kısımlarında ılık su okyanusunun ilk belirtilerini sunan 1973 ve 1974'te ayın tarihi sineklerini gerçekleştirdiler - bilim adamları yüzeyin altında zirveye çıkmaya ve orada ne olduğunu görmeye istekli oldular.
NASA, bu amaçla, Land State'in Europa'nın iç mekanını dinlemek için kullanacağı özel olarak tasarlanmış bir sismometre inşa etmek ve test etmek için Arizona Eyalet Üniversitesi'nden bir araştırmacı ekibine hibe verdi. Europa'nın Alt Yüzeyini Keşfetmek için Sismometre (SESE) olarak bilinen bu cihaz, bilim insanlarının Europa'nın iç mekanının hayata elverişli olup olmadığını belirlemelerine yardımcı olacaktır.
Europa Lander profiline göre, bu mikrofon robotik sondaya monte edilecektir. Ayın yüzeyine ulaştığında, sismometre Europa’nın yeraltı ortamı hakkında bilgi toplamaya başlayacaktı. Bu, buzlu yüzeyin kalınlığını belirleyecek olan doğal gelgitleri ve kabuk içindeki hareketleri hakkındaki verileri içerir.
Ayrıca, yüzeyin ceplerinde su (yani yer altı gölleri) olup olmadığını belirler ve suyun yüzeye ne sıklıkla yükseldiğini görür. Bir süre, bilim adamları Europa’nın “kaos arazisinin” yaşam kanıtı aramak için ideal bir yer olacağından şüpheleniyorlar. Temel olarak sırtlar, çatlaklar ve ovaların karışık bir karmaşası olan bu özelliklerin, yeraltı okyanusunun buzlu kabukla etkileşime girdiği noktalar olduğuna inanılmaktadır.
Bu nedenle, organik moleküllere veya biyolojik organizmalara dair herhangi bir kanıt bulmak en kolayı olacaktır. Buna ek olarak, gökbilimciler Europa'nın yüzeyinden gelen su tüylerini de tespit ettiler. Bunlar, iç mekanda yaşam kanıtı bulmak için en iyi bahislerden biri olarak kabul edilir. Ancak doğrudan araştırılmadan önce, su rezervuarlarının buzun altında nerede bulunduğunu ve iç okyanusa bağlı olup olmadıklarını belirlemek çok önemlidir.
Ve işte SESE gibi enstrümanlar devreye giriyordu. Hongyu Yu, ASU’nun Dünya ve Uzay Araştırmaları Okulu'ndan bir keşif sistemi mühendisi ve SESE ekibinin lideridir. ASU Now'ın yakın tarihli bir makalesinde belirttiği gibi, “Europa'nın bize ne söylediğini duymak istiyoruz. Bu da Europa’nın yüzeyine hassas bir “kulak” koymak anlamına geliyor. ”
Bir Europa Lander fikri hala konsept geliştirme aşamasındayken, NASA böyle bir görev için gerekli tüm bileşenleri geliştirmek için çalışıyor. Bu nedenle, ASU ekibine, bir tarafta 10 cm'den (4 inç) fazla olmayan ve robotik bir inişe kolayca takılabilen minyatür sismometresini geliştirmek ve test etmek için bir hibe sağladılar.
Daha da önemlisi, sismometresi, bir kütle ve yay sensörüne dayanmaması nedeniyle geleneksel tasarımlardan farklıdır. Böyle bir tasarım, Güneş Sistemimizdeki başka bir organa yönelik bir görev için uygun değildir, çünkü dik olarak konumlandırılması gerekir, bu da dikkatlice dikilmesini ve rahatsız edilmesini gerektirir. Dahası, doğru ölçümler sağlamak için sensörün tam bir vakum içine yerleştirilmesi gerekir.
Yu ve ekibi, bir sensör için sıvı elektrolitli bir mikro elektrik sistemi kullanarak, daha geniş bir koşullar altında çalışabilen bir sismometre oluşturdular. “Tasarımımız tüm bu problemlerden kaçınır” dedi. “Bu tasarım çok çeşitli titreşimlere karşı yüksek hassasiyete sahiptir ve yüzeye herhangi bir açıda çalışabilir. Ve gerekirse iniş sırasında yere sert bir şekilde vurabilirler. ”
Kimya mühendisi ve ASU'nun Madde, Ulaştırma ve Enerji Mühendisliği Okulu müdürü Lenore Dai'nin açıkladığı gibi, tasarım SESE'yi Europa'nın buzlu yüzeyi gibi aşırı ortamları keşfetmek için de uygun hale getiriyor. “Elektrolit ve polimerleri geleneksel sıcaklık sınırlarının ötesinde geliştirme fırsatından heyecan duyuyoruz” dedi. “Bu proje aynı zamanda disiplinler arası işbirliğini de örnekliyor.”
SESE, takım bir balyozla vurduğunda test edilen ve daha sonra hala çalıştığını tespit eden sensör okumalarından ödün vermeden dayak alabilir. Aynı zamanda SESE ekibinin bir üyesi olan sismolog Edward Garnero'ya göre, bu kullanışlı olacaktır. Landers tipik olarak altı ila sekiz bacağına sahip olduğunu iddia ediyor ve bunların bilimsel enstrümanlara dönüştürmek için sismometrelerle çiftleştirilebileceğini iddia ediyor.
İnişte bu kadar çok sensöre sahip olmak, bilim insanlarına verileri birleştirme yeteneği vererek, her biri tarafından kaydedilen değişken sismik titreşimler sorununun üstesinden gelmelerine izin verecektir. Bu nedenle, sağlam olmalarını sağlamak bir zorunluluktur.
“Sismometrelerin en etkili şekilde çalışması için sağlam zemine bağlanmaları gerekir. Her bacakta bir sismometre varsa, bunlar iniş sırasında yüzeye itilebilir ve zemine iyi temas edebilir. Ayrıca daha uzun dalga boyundan yüksek frekanslı sinyalleri de sıralayabiliriz. Örneğin, yüzeye çok uzak olmayan bir yerde vuran küçük göktaşları yüksek frekans dalgaları üretecek ve Jüpiter ve Europa’nın komşu uydularından gelen yerçekimi römorkörlerinin dalgaları uzun ve yavaş dalgalar yapacak. ”
Böyle bir cihaz, Güneş Sistemi içindeki Ceres, Ganymede, Callisto, Enceladus, Titan ve diğerlerini içeren diğer “okyanus dünyaları” için de hayati önem taşıyabilir. Bu cisimlerde de, yüzeyin altında yatan ılık su okyanuslarında yaşamın çok iyi varolabileceğine inanılmaktadır. Bu nedenle, aşırı sıcaklık ortamlarında çalışabilen kompakt, sağlam bir sismometre iç mekanlarını incelemek için ideal olacaktır.
Dahası, bu tür görevler bu cisimlerdeki buz tabakalarının en ince ve dolayısıyla iç okyanusların en erişilebilir olduğu yerleri ortaya çıkarabilir. Bu yapıldıktan sonra, NASA ve diğer uzay ajansları, sonda (veya muhtemelen robotik denizaltı) nereye gönderileceğini tam olarak bileceklerdir. Buna rağmen birkaç on yıl beklemek zorunda kalabiliriz!
