Открытие внеземной жизни могло бы стать одним из самых глубоких научных и философских открытий, когда-либо сделанных нашим видом. Но такое большое открытие не будет легким. Наша отправная точка — сначала поискать в других мирах признаки обитаемости, то есть возможности существования жизни.

НАСА делает именно это: 10 октября запускает космический корабль к Европе, спутнику Юпитера, вмещающему в два раза больше воды, чем все океаны Земли вместе взятые. Океан Европы имеет глубину от 60 до 150 километров и скрыт под внешней ледяной оболочкой толщиной от 15 до 25 километров. Доказательства существования океана начали накапливаться с конца 1990-х годов.

Миссия Europa Clipper будет оснащена девятью приборами, предназначенными для оценки того, пригоден ли этот океанский мир для жизни. Место может быть пригодным для жизни в том виде, в каком мы его знаем, если в нем имеются три ингредиента: жидкая вода, энергия и углеродсодержащие соединения, называемые органикой.

Земля изобилует жизнью уже почти четыре миллиарда лет, несмотря на не менее пяти крупных массовых вымираний. На нашей планете много воды и органических веществ, а солнечный свет обеспечивает фотосинтез в растениях, позволяя им производить сахара, которые попадают в царство животных через растительноядные виды.

Однако соленый океан Европы на глубине нескольких сотен метров становится черным как смоль, а это значит, что у фотосинтеза там нет шансов. Вот почему в 1977 году, когда ученые исследовали еще глубже, на глубине почти 2500 метров, в вулканической горячей точке на морском дне Тихого океана, они были поражены, обнаружив жизнь, процветающую вокруг гидротермальных жерл.

Жизнь на этой глубине поддерживается не фотосинтезом, а хемосинтезом — способом получения энергии организмами за счет химических реакций. Солнечный свет больше не был обязательным условием для обитания.

Вода в океане Европы остается жидкой благодаря фрикционному нагреву. Этот нагрев происходит потому, что Европа растягивается, а затем расслабляется, взаимодействуя с гравитацией Юпитера на своем орбитальном пути вокруг планеты-гиганта. Чтобы океан Европы стал пригодным для жизни, необходимы постоянные поставки ингредиентов, позволяющих осуществлять ту или иную форму хемосинтеза.

Если эти ингредиенты существуют, они могут поступать из гидротермальных источников на скалистом морском дне Европы, как на Земле, или из материала, просачивающегося сквозь ледяную кору, «морской потолок», если хотите. Мы пока не знаем, правдоподобны ли эти механизмы, поэтому нам нужно больше данных с разных точек зрения.

Появляется все больше свидетельств того, что шлейфы материала уходят с поверхности Европы в космос. Если этот материал взят из океана, измерение его состава даст нам представление о пригодности этого океана для жизни.

Долгая дорога в Европу

Ученые выступали за миссию на Европу, по крайней мере, с 1990-х годов. Орбитальный аппарат НАСА «Европа» был отменен в 2002 году, а в 2005 году последовал амбициозный орбитальный аппарат «Ледяные луны Юпитера» (Джимо), который должен был выйти на орбиту спутников Европы, Ганимеда и Каллисто.

В 2008 году НАСА и Европейское космическое агентство (ESA) предложили программу «Миссия Европа-Юпитер-Лаплас» (EJSM-Laplace), цель которой — отправить орбитальные аппараты к Европе и Ганимеду.

Оба проекта были отменены в 2011 году, но из пепла возникли «Исследователь ледяных лун Юпитера» Европейского космического агентства (Juice) и «Клипер» НАСА Europa Clipper. Juice запущен в апреле 2023 года и прибудет в июле 2031 года, а Europa Clipper запустится 10 октября и прибудет в апреле 2030 года — раньше, чем Juice, поскольку он будет запускаться на более мощной ракете. Оба космических корабля будут находиться в системе Юпитера одновременно в течение трех лет, что в конечном итоге не за горами от плана EJSM-Laplace.

Europa Clipper не будет вращаться вокруг Европы, вместо этого он будет ловко вращаться вокруг Юпитера таким образом, что пройдет над Европой 44 раза, в конечном итоге создав полное глобальное сканирование Луны. Зонд оснащен девятью научными инструментами, готовыми дать нам полное представление об океане Европы, его геологии и текущем состоянии активности.

Основная формулировка миссии НАСА такова: «Основная научная цель Europa Clipper — определить, есть ли под поверхностью ледяного спутника Юпитера, Европы, места, где могла бы поддерживаться жизнь».

Во время облетов приборы магнитного поля помогут определить глубину и соленость океана, масс-спектрометрия сможет «попробовать» шлейфы, чтобы увидеть их состав, георадар сможет увидеть, находится ли вода внутри земной коры, помогая нам понять, происходит ли обмен материалами. из океана на поверхность. Инфракрасные инструменты будут сканировать поверхность в поисках следов органических материалов, которые могут просачиваться наружу, а также выполнять тепловизионное изображение.

На протяжении десятилетий ученые-планетологи указывали на океанские миры, такие как Европа, как на потенциальную среду обитания для жизни. Europa Clipper не может обнаружить жизнь напрямую, но это первая целенаправленная миссия человечества по изучению океанского мира и поиску признаков обитаемости.

Если есть хотя бы намек на то, что там существует жизнь, за ним может последовать посадочный модуль, чтобы исследовать глубже, а наблюдения с поверхности, собранные «Клипером», будут иметь важное значение для планирования этой миссии. И, как всегда, это относится только к жизни, какой мы ее знаем.

Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.