En kunstners illustrasjon av et av de regelmessige geysirutbruddene på Europa. I bakgrunnen ser vi Jupiter.(Illustrasjon: Shutterstock)
NASA vil utforske ismånens skjulte hav med svømmende roboter
Jupiters måne Europa er det stedet i solsystemet der forskerne mener det er størst sjanse for å finne liv.
Christian LyngeLindbergREDAKSJONSASSISTENT, VIDENSKAB.DK
Publisert
Det høres ut som science fiction.
En slags torpedo-sonde som skal smelte seg gjennom flere kilometer is for å frigjøre en sverm av svømmende roboter som skal utforske et mørkt, isdekket hav.
Men det kan bli virkelighet.
NASA har nylig bevilget seks million kroner (600 000 amerikanske dollar) til en såkalt designstudie som skal undersøke om en slik plan i det hele tatt er realistisk.
Blant de mange planetene og månene i solsystemet er ismånen Europa blant toppkandidatene i jakten på liv utenfor jorden. Den går i bane rundt Jupiter.
Målinger forteller oss at det gjemmer seg et enormt hav flere kilometer under isen som omkranser Europas overflate. De forteller også om geysirer som er flere hundre kilometer høye og som regelmessig slipper gjennom isen.
Europas hav inneholder minst dobbelt så mye vann som på jorden, og så langt ser det ut til å ha de rette ingrediensene til å inneholde liv.
Europas krakelerte overflate. Årsaken til at sprekkene har den rustrøde fargen, er trolig salt som stiger opp fra det underliggende havet. Bildet er en mosaikk av fotografier som romsonden Galileo tok i slutten av 1990-årene.(Foto: Nasa)
Vanskelig, men mulig
Jupiters mange måner
Takket være sin enorme tyngdekraft har Jupiter hele 80 måner. 53 av dem har fått et navn.
Av disse er nok Jupiters fire største måner mest interessante for forskere – Io, Europa, Ganymedes og Callisto. De kalles også for de galileiske månene etter den berømte italienske astronomen Galileo Galilei (1564–1642), som oppdaget dem.
Europa, nummer to i rekken, er passe langt unna Jupiter til at tyngdekraften ikke skaper kaos i de geologiske prosessene på samme måte som på nabomånen Io.
Europa inneholder mye mer vann enn jorden.
Kilde: John Leif Jørgensen
Både å lande på Europa og ikke minst å komme ned under isen er – mildt sagt – en utfordring.
Først må en sonde tilbakelegge den minst 588 millioner kilometer lange reisen, som tar tre til seks år. Deretter på den lande på den fjerne månen, i tillegg til å bore seg gjennom nesten ti kilometer med is for å komme fram til det indre havet.
Tross de praktiske utfordringene får ideen støtte fra John Leif Jørgensen, forskningsleder ved DTU Space ved Danmarks Tekniske Universitet.
Konseptet ligger tett opp mot en løsning han, sammen kollega Dorthe Dahl-Jensen fra Københavns Universitet, selv har vurdert til bruk for isen på polene på Mars.
– Det er noe vi flere ganger har foreslått for ESA, forteller professoren.
Et smeltebor skal gjøre jobben
Jørgensen forsker faktisk akkurat på det han betrakter som prosjektets kanskje største utfordring: å bore gjennom den ti kilometer tykke isen.
Han arbeider med et smeltebor som må være i stand til å bane seg vei gjennom den tykke isen.
Et aspekt som ikke inngår i NASAs forberedelser så langt, men som vil gi dem store problemer, forteller professoren. Han har tidligere samarbeidet med Nasa ved blant annet Juno-prosjektet og Mars-roveren Perseverance.
Svermroboter er en gammel drøm
Annonse
NASA vil utforske Europas hav med en sverm av små, svømmende roboter.
Et konsept NASA har døpt Sensing With Independent Micro-Swimmers – eller SWIM.
Med flere roboter kan man få mer data, forteller Jørgensen.
– Det med svermer er en gammel drøm for vitenskapsfolk. Da kan vi utforske et større område, legger han til.
Robotene må transporteres gjennom isen i det store røret avbildet under, som NASA kaller en «cryobot». Den skal bane seg vei ned med et smeltebor.
Hver SWIM-robot er en uavhengig enhet som takket være kunstig intelligens kan utforske omgivelsene sine på egen hånd. I tillegg er de utstyrt med en rekke ulike sensorer og en radio slik at de kan kommunisere med cryoboten som sender data videre til landeren.(Illustrasjon: Nasa / JPL-Caltech)
Når cryobot-en når reisemålet sitt, slippes svømmerobotene løs.
– Noen skal ned i havet, mens noen lar seg drive med strømmen. Noen ser på undersiden av isen, sier Jørgensen.
Han legger til at hver robot vil sende bilder, data og kjemiske studier tilbake. I første omgang til sonden, som sender signalet opp gjennom en bærekabel til landeren på overflaten som kommuniserer via antenner med jorden på en «vanlig» måte.
For mange svømmeroboter
Tross det ambisiøse designet, som ikke har blitt testet på romferder før, vil svømmerobotene antagelig høre til den teknisk lettere delen av prosjektet, mener Jørgensen:
– Det er egentlig relativt enkelt. Det er bare ti kilometers vanntrykk, omtrent som på bunnen av Marianegropen. Det er en teknologi vi behersker.
Han mener imidlertid at NASAs mål om 48 svømmeroboter er for optimistisk. Av erfaring fra lignende prosjekter regner han med at det endelige antallet svømmeroboter vil være nærmere ti.
Annonse
Men først må det utvikles en drivstoffkilde som kan holde boret og resten av cryobot-en i gang i alle de månedene det vil ta å bore gjennom isen.
Ifølge Jørgensen må det bli et atombatteri, som man har brukt i Mars-roveren Perseverance, og som NASA har erfaring med.
Slik forestiller Nasa seg at den samlede operasjonen vil se ut. Landingsfartøyet som står på isen, vil slippe fra seg cryoboten som skal bore seg nedover mot havet. Den er koblet til landeren som kommuniserer med forskerne her på jorden.(Illustrasjon: Nasa / JPL-Caltech)
Kamp mellom NASA-programmer
Dette er som sagt ingen garanti for at programmet blir en realitet. I hvert fall ikke foreløpig.
John Leif Jørgensen har selv prøvd å komme seg gjennom budsjettmøllen hos Nasa og forklarer at det er mange prosjekter som konkurrerer om finansiering.
SWIM-forskerne skal ha et godt argument for å bli prioritert.
En avgjørende faktor er erfaringene fra Europa Clipper.
Det er en romsonde som skal gå i bane rundt ismånen og måle innholdet i de kilometerhøye geysirene.
Europa Clipper er på utkikk etter aminosyrer, som Jørgensen mener er «en veldig god indikator for liv.»
Hvis aminosyrene viser seg i målingene, forventer professoren at SWIM-sonden kan bli sendt opp om ti år. Ellers kan det gå dobbelt så lang tid, mener han.
Er det liv på Europa?
Jørgensen er ikke redd for å leke med tanken om at det faktisk finnes liv på Europa.
Annonse
Selv forestiller han seg at det kan minne om det vi kjenner fra dyphavet på jorden – eller anta helt fremmede former.
– Det vet vi jo ikke enda. Men de rette elementene er til stede på Europa, forteller professoren.
– Det er enorme mengder havvann med salter i, og det er nøyaktig i en slik situasjon livet oppsto her på jorden, forklarer han. – Når det er så mye hav, og det er så mye energi, og alle de næringssaltene vi trenger, er forutsetningene gode.
Eller sagt på en annen måte: Der de tre faktorene er til stede her på jorden, finnes det liv, forteller han.
– Så hvis det er noen steder i solsystemet der det er en sjanse for liv, er det Europa.
Derfor er forholdene på Europa unike
Fordi Europa er så tett på Jupiter, er det unike forhold der – Europa burde nemlig være frossen hele veien gjennom.
– Jupiters innerste måner, Io, Europa og Ganymedes, er så sterkt påvirket av Jupiters gravitasjonsfelt at de blir holdt varme, forteller Jørgensen.
– Når man kommer så tett på Jupiter, er gravitasjonsfeltet så kraftig, og varierer så mye, at det dannes en tidevannsbølge som i Europas tilfelle er 200 meter høy.
På grunn av Europas bane rundt Jupiter er denne tidevannsbølgen alltid i bevegelse over månen. Den skaper så mye varme at det smelter alt annet enn det ytterste skallet av is, utdyper professoren.
Denne aktiviteten skaper de karakteristiske sprekkene i isen som er tydelige i bildet ovenfor.
