Após vinte anos de altos e baixos, desenvolvimento e redução, os cientistas estão prestes a enviar missões para explorar o mundo oceânico da Europa. Será esta a nossa melhor chance de encontrar vida em qualquer lugar do sistema solar? Afinal, a Europa é um mundo muito pequeno orbitando o planeta gigante Júpiter, ainda menor que a Lua da Terra. À distância, a Europa parece uma teia recortada de listras escuras, como um desenho a lápis bagunçado de uma criança. Longas rachaduras lineares no gelo são encontradas por perto, estendendo-se em alguns casos por milhares de quilômetros. Muitos estão cheios de um contaminante desconhecido que os cientistas chamam de "lama marrom". Em outros lugares, a superfície é irregular e estilhaçada, como se grandes placas de gelo estivessem à deriva, girando e girando na lama.
A poderosa gravidade de Júpiter ajuda a gerar forças de maré que estendem e enfraquecem a lua muitas vezes. Mas o estresse que criou a paisagem fragmentada da Europa é melhor explicado pela casca de gelo flutuando em um oceano de água líquida.
“O fato de a superfície de Europa conter água líquida, como a conhecemos em missões anteriores, em particular a partir de observações de magnetômetro coletadas por Galileo na década de 1990, a torna um dos alvos potenciais mais interessantes para a busca de vida”, diz o professor Andrew Coates do Laboratório de Pesquisa Espacial Mullard em Surrey, Reino Unido.
A profundidade salgada do Europa pode atingir 80-170 quilômetros de profundidade no satélite, o que significa que ele pode conter duas vezes mais água líquida do que todos os oceanos da Terra.
Embora a água seja um dos pré-requisitos mais importantes para a vida, os oceanos de Europa podem ter outros, como uma fonte de energia química para micróbios. Além disso, o oceano pode interagir com a superfície por vários meios, incluindo gotas quentes de gelo que sobem a camada de gelo de baixo para cima. Portanto, estudar a superfície pode fornecer pistas sobre o que está acontecendo no oceano.
Agora a NASA está lançando duas missões para explorar este mundo intrigante. Ambos foram discutidos na 48ª Conferência de Ciências Lunar e Planetária (LPSC) em Houston.
A primeira é uma missão de sobrevôo chamada Europa Clipper, que provavelmente ocorrerá em 2022. A segunda é uma missão de pouso que acontecerá alguns anos depois.
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O Dr. Robert Pappalardo, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, é um Cientista Clipper.
“Estamos tentando entender o potencial de habitabilidade da Europa, seus ingredientes para a vida: água e a disponibilidade de possível energia química para a vida”, diz ele. “Fazemos isso tentando entender o oceano e a camada de gelo, sua composição e geologia. E todos juntos demonstram o nível da atividade atual da Europa”.
O Clipper carrega uma carga útil de nove ferramentas, incluindo uma câmera que irá capturar a maior parte da superfície; espectrômetros para entender sua composição; radar permeável ao gelo para mapear a camada de gelo em três dimensões e encontrar água sob a camada de gelo; magnetômetro para caracterizar o oceano.
No entanto, uma vez que a espaçonave Galileo forneceu evidências do oceano na década de 1990, sabemos que a Europa não é a única desse tipo.
“Nos últimos dez anos, ficamos surpresos ao descobrir que é impossível viajar para o sistema solar externo e não colidir com o mundo oceânico”, disse o cientista do Clipper Kurt Niebuhr.
Na lua de Saturno, Enceladus, por exemplo, o gelo do oceano subterrâneo irrompe no espaço através de rachaduras no pólo sul.
A lua de Saturno também pode ter uma missão especial na década de 2020, mas o Dr. Niebuhr acredita que a Europa é um alvo mais atraente: “A Europa é muito maior do que Enceladus e tem mais: mais atividade geológica, mais água, mais espaço para essa água, mais calor. mais matérias-primas e mais estabilidade no meio ambiente."
Há algo mais que faz esta lua se destacar: seus arredores. O caminho orbital de Europa vai fundo no campo magnético de Júpiter, que captura e acelera partículas.
O resultado são cinturões de radiação intensa que queimam a eletrônica das espaçonaves, limitando a duração das missões a meses ou até semanas. No entanto, essa radiação também causa reações na superfície de Europa, criando oxidantes. Na Terra, a biologia usa reações químicas entre oxidantes e compostos conhecidos como agentes redutores para fornecer a energia necessária para a vida.
No entanto, os oxidantes criados na superfície são benéficos para os microrganismos de Europa apenas se puderem descer ao oceano. Felizmente, o processo de convecção que empurra as gotículas de gelo quente para cima também pode corroer o material da superfície. Uma vez no oceano, os oxidantes podem reagir com agentes redutores produzidos pela água do mar, reagindo no solo oceânico duro.
“Você precisa dos dois pólos da bateria”, explica Robert Pappalardo.
Para cientistas como o Dr. Pappalardo, as missões que temos pela frente são um sonho que se tornou realidade por duas décadas. Desde que os primeiros conceitos para uma missão na Europa foram desenvolvidos no final dos anos 1990, as propostas foram frustradas uma a uma.
Na década de 2000, os Estados Unidos e a Europa até juntaram recursos para uma missão que enviaria espaçonaves separadas para a Europa e para a lua de Júpiter, Ganimedes. Mas o plano foi cancelado devido a cortes no orçamento, e a parte europeia se espalhou para a missão Juice.
“Não creio que tenha havido uma missão na Europa nos últimos 18 anos que tenha passado pelos meus dedos e olhos”, diz Niebuhr. “Foi uma longa jornada. A estrada para o lançamento sempre foi espinhosa e também cheia de decepções. Sentimo-lo sobretudo no exemplo da Europa”.
Explorar a Europa é caro - embora não mais do que outras missões emblemáticas da NASA, como Cassini ou Curiosity.
Existem desafios de engenharia complexos, como trabalhar nos cinturões de radiação de Júpiter. Os instrumentos da espaçonave devem ser protegidos com materiais como titânio metálico, diz Pappalardo, mas "eles devem ser capazes de ver Europa".
Portanto, para manter o Clipper seguro, a NASA se desviará um pouco das regras. “Era para ser assim: Galileo voou além da Europa, então a próxima missão deveria ser em orbital. É assim que fazemos negócios”, afirma Niebuhr. Mas, em vez de entrar na órbita de Europa, Clipper reduzirá o impacto da radiação que encurta a missão ao entrar na órbita de Júpiter e fazer pelo menos 45 missões próximas à lua gelada em três anos e meio.
"Percebemos que poderíamos evitar esses problemas técnicos de entrar na órbita da Europa, tornar a missão mais viável e ao mesmo tempo cumprir todas as tarefas científicas."
A intensidade da luz solar perto de Europa é trinta vezes mais fraca do que na Terra. Mas a NASA decidiu que poderia alimentar os painéis solares de Clipper, então não teria que usar geradores de radioisótopos como outras missões. “Todos esses anos de pesquisa nos forçaram a abandonar conceitos antigos e focar no que é realmente alcançável, não desejado”, diz Kurt Niebuhr.
Em 2011, após o cancelamento da missão EUA-Europa, um relatório do Conselho Nacional de Pesquisa confirmou a importância de estudar a lua gelada. Apesar disso, a NASA ainda é cautelosa quanto ao custo.
A sonda não recebeu financiamento no pedido de orçamento de 2018 do presidente para a NASA. Mas o Dr. Jim Green, diretor de ciências planetárias da agência, diz que "esta missão é extremamente emocionante porque nos contará sobre a ciência que poderíamos estar fazendo na superfície de um satélite".
“Temos que passar por um longo processo para entender quais medições precisamos fazer. Aí temos que trabalhar com a administração e agendar na hora certa, acertar o orçamento para seguir em frente.”
Nos últimos vinte anos, conceitos de landers altamente inovadores foram propostos, refletindo a generosidade científica que pode ser usada após o pouso. Gearyne Jones, do Laboratório de Pesquisa Espacial Mullard, tem trabalhado em um conceito chamado "penetrador".
“Eles nunca foram ao espaço antes, mas a tecnologia é muito promissora”, explica ele. O projétil, disparado do satélite, atinge a superfície "com muita força, a uma velocidade de cerca de 300 metros por segundo, 1000 km / h", lançando gelo para posterior análise por instrumentos de bordo, que deverão suportar a queda.
Em contraste, o futuro módulo de pouso da NASA pousará suavemente usando a tecnologia de "guindaste do céu" que foi usada para lançar com segurança o rover Curiosity em Marte em 2012. Durante o pouso, ele usará um sistema de pouso autônomo para detectar e prevenir perigos de superfície em tempo real.
Clipper será capaz de fornecer reconhecimento para o local de pouso. “Adoro a ideia de que ele encontrará um oásis adequado onde a água está perto da superfície. Talvez faça calor e haja matéria orgânica”, diz Pappalardo.
A embarcação será equipada com instrumentos sensíveis e uma serra giratória que fornecerá amostras frescas da superfície de gelo tratada com radiação.
“O módulo de pouso terá que obter a amostra de gelo mais fresca e cristalina. Para fazer isso, ele terá que cavar fundo ou entrar em erupção na superfície - criar um gêiser - que despejará muito material novo na superfície”, diz Kurt Niebuhr.
Nos últimos anos, o Telescópio Hubble fez observações preliminares de erupções de gelo de água em erupção sob Europa, semelhantes às de Enceladus. Mas não faz sentido visitar os locais de erupções de dez anos - o dispositivo precisa visitar um local com uma ejeção relativamente recente.
Portanto, os cientistas precisam entender o que move esses gêiseres: por exemplo, o Clipper determinará se os gêiseres estão associados a algum ponto quente na superfície.
As extensões marítimas da Terra estão repletas de vida, por isso é difícil para nós imaginar um oceano estéril de 100 km de profundidade na Europa. Mas o limite científico para detectar vida é muito alto. Seremos capazes de reconhecer vida alienígena se a encontrarmos?
“O objetivo da missão de pouso não é apenas descobrir a vida (para nossa satisfação), mas convencer todos de que nós o fizemos”, explica Niebuhr. "Não será muito bom para nós investir nesta missão se tudo o que criarmos for polêmica científica."
Assim, a equipe sugeriu duas maneiras. Primeiro, qualquer detecção de vida deve ser baseada em várias linhas de dados independentes de medições diretas.
“Você não pode fazer uma medição e dizer: sim, existe eureka, nós encontramos. Você está olhando para o total”, diz Niebuhr. Em segundo lugar, os cientistas desenvolveram uma estrutura para interpretar esses resultados, alguns dos quais podem ser positivos e outros negativos. “É criada uma árvore de decisão que passa por todas as diferentes variáveis. Seguindo todos esses caminhos diferentes, obtemos o resultado final, uma de duas coisas: ou encontramos a vida ou não”, diz ele.
ILYA KHEL
