Veel planetaire wetenschappers zijn van mening dat Jupiters maan Europa de beste kanshebber is van ons zonnestelsel om de aardse onderscheiding van het leven te delen. In een paper gepubliceerd in het Journal of Aerospace Engineering van juli 2007 stelt een Britse werktuigbouwkundig ingenieur voor een onderzeeër te sturen om de oceanen van Europa te verkennen.
Carl T.F. Ross, een professor aan de Universiteit van Portsmouth in Engeland, biedt een abstract ontwerp van een onderwaterschip gebouwd uit een metalen matrixcomposiet. Hij geeft ook suggesties voor geschikte voedingen, communicatietechnieken en voortstuwingssystemen voor een dergelijk schip in zijn paper 'Conceptual Design of a Submarine to Explore Europ’s Oceans'.
Het papier van Ross weegt de opties af voor het bouwen van een onderzeeër die bestand is tegen de ongetwijfeld hoge druk in de diepe oceanen van Europa. Wetenschappers geloven dat de oceanen van deze maan tot 100 kilometer diep kunnen zijn, meer dan tien keer dieper dan de oceanen van de aarde. Ross stelt een cilindervormige onderzeeër van 3 meter lang voor met een binnendiameter van 1 meter. Hij is van mening dat staal of titanium, hoewel het sterk genoeg is om de hydrostatische druk te weerstaan, ongeschikt zou zijn omdat het schip geen reservevermogen zou hebben. Daarom zou de onderzeeër als een rots naar de bodem van de oceaan zinken. Een metalen matrix of keramische composiet zou de beste combinatie van sterkte en drijfvermogen bieden.
Ross is voorstander van een brandstofcel voor energie, die nodig zal zijn voor voortstuwing, communicatie en wetenschappelijke apparatuur, maar merkt op dat technologische vooruitgang in de volgende jaren mogelijk betere energiebronnen kan opleveren.
Ross geeft toe dat er gedurende ten minste 15-20 jaar geen onderzeese missie naar Europa zal plaatsvinden. Planetair wetenschapper William B. McKinnon is het daarmee eens.
'Het is al moeilijk genoeg en duur om met een orbiter terug te keren naar Europa, laat staan een landing of een toegang tot de oceaan', zegt McKinnon, professor aard- en planeetwetenschappen aan de Washington University in St. Louis, Missouri. “Ergens in de toekomst, en nadat we de dikte van de ijslaag hebben bepaald, kunnen we serieus beginnen met het aanpakken van de technische uitdagingen. Voor nu is het misschien het beste om te zoeken naar die plaatsen waar de oceaan naar ons toe is gekomen. Dat wil zeggen, sites met recente uitbarstingen op het oppervlak van Europa, waarvan de composities vanuit de ruimte kunnen worden bepaald. "
Het Jet Propulsion Laboratory werkt momenteel aan een concept genaamd de Europa Explorer, dat een ruimtevaartuig met een lage baan zou leveren om de aanwezigheid (of afwezigheid) van een oceaan met vloeibaar water onder het ijsoppervlak van Europa te bepalen. Het zou ook de verdeling van verbindingen die van belang zijn voor de pre-biotische chemie in kaart brengen en het oppervlak en de ondergrond karakteriseren voor toekomstige verkenning. 'Dit type missie', zegt McKinnon, 'zou ons echt in staat stellen om het harde bewijs te krijgen dat we allemaal zouden willen dat de oceaan er echt is, en om de dikte van de schelp te bepalen en dunne plekken te vinden als ze bestaan.'
McKinnon voegde eraan toe dat een orbiter 'hotspots' kan vinden die recente geologische of zelfs vulkanische activiteit aangeven en beelden met een hoge resolutie van het oppervlak kunnen verkrijgen. Dit laatste is nodig om een succesvolle landing te plannen.
Iets kleiner dan de maan van de aarde, heeft Europa een buitenkant die bijna kraterloos is, wat een relatief "jong" oppervlak betekent. Gegevens van het Galileo-ruimtevaartuig tonen bewijs van smelten aan het oppervlak en bewegingen van grote blokken ijzige korst, vergelijkbaar met ijsbergen of ijsvlotten op aarde.
Terwijl de middentemperatuur van Europa rond de 130 K (-142 C, -225 graden F) schommelt, kan de binnentemperatuur warm genoeg zijn om vloeibaar water onder de ijskorst te houden. Deze interne warmte komt van getijdenverwarming die wordt veroorzaakt door de zwaartekracht van Jupiter en de andere manen van Jupiter die het interieur van Europa in verschillende richtingen trekken. Wetenschappers geloven dat soortgelijke getijdenverwarming de vulkanen aandrijft op een andere Joviaanse maan, Io. Hydrothermale ventilatieopeningen van de zeebodem zijn ook voorgesteld als een andere mogelijke energiebron op Europa. Op aarde creëren onderzeese vulkanen en hydrothermale ventilatieopeningen omgevingen die kolonies microben ondersteunen. Als vergelijkbare systemen op Europa actief zijn, redeneren wetenschappers dat het leven daar ook aanwezig kan zijn.
Onder wetenschappers is er een grote druk om een missie naar Europa onderweg te krijgen. Dit type missie concurreert echter om financiering tegen het doel van NASA om met menselijke missies terug te keren naar onze eigen maan. De voorgestelde Jupiter Icy Moon Orbiter (JIMO), een nucleair aangedreven missie om drie van de manen van Jupiter te bestuderen, werd het slachtoffer van bezuinigingen op wetenschappelijke missies in NASA's begroting voor het begrotingsjaar 2007.
Ross ontwerpt en verbetert al meer dan 40 jaar onderzeeërs, maar dit is de eerste keer dat hij een vaartuig ontwierp voor gebruik overal op aarde.
"Het grootste probleem dat ik met de robotonderzeeër zie, is dat ik kan boren of smelten door maximaal 6 km van het ijs, dat het oppervlak bedekt", zegt Ross. 'Op sommige plaatsen kan het ijs echter veel dunner zijn. Het kan zijn dat we een kernreactor onder druk nodig hebben aan boord van de robotonderzeeër om ons de nodige kracht en energie te geven om dit te bereiken ”
Terwijl Ross voorstelt om parachutes te gebruiken om de onderzeeër naar de oppervlakte van Europa te brengen, wijst McKinnon erop dat parachutes niet zouden werken in de bijna airless atmosfeer van Europa.
Ross heeft zeer positieve reacties op zijn paper ontvangen van vrienden en collega's, zegt hij, waaronder de opmerkelijke Britse astronoom Sir Patrick Moore. Ross zegt dat zijn leven sinds 1959 draait om onderzeeërs en hij vindt dit nieuwe concept van een onderzeeër op Europa erg spannend.
McKinnon classificeert de verkenning van Europa als 'uiterst belangrijk'.
"Europa is een plek waar we er vrij zeker van zijn dat we overvloedig vloeibaar water, energiebronnen en biogene elementen hebben zoals koolstof, stikstof, zwavel, fosfor, enz.", Zei hij. "Is er leven, wat voor leven dan ook, in de oceaan van Europa? Vragen worden niet veel dieper. "
Geschreven door Nancy Atkinson
