La NASA e SpaceX lanciano Europa Clipper sulla luna di Giove

Europa Clipper, la più grande navicella spaziale interplanetaria mai costruita dalla NASA, è decollata dal Kennedy Space Center in Florida nel primo pomeriggio di lunedì.

La missione affronterà una delle domande fondamentali della biologia: la vita potrebbe esistere in qualsiasi altra parte del nostro sistema solare?

La destinazione della navicella spaziale è Europa, una delle lune di Giove, dove l’acqua scorre sotto uno strato di ghiaccio che potrebbe essere spesso più di 10 miglia. Tali mondi oceanici sono abbastanza comuni nel sistema solare esterno. Ciò ha sollevato speculazioni: potrebbe esserci vita che nuota in uno di quegli oceani?

Per ora la risposta potrebbe essere interessante.

La missione Europa Clipper da 5,2 miliardi di dollari è la prima della NASA dedicata a colmare le lacune sull’abitabilità di questi mondi oceanici.

“Penso che Europa sia sicuramente il luogo più probabile per la vita extraterrestre nel nostro sistema solare”, ha affermato Robert Pappalardo, scienziato del progetto Europa Clipper. “Questo perché è probabile che contenga gli ingredienti per la vita in abbondanza e abbia abbastanza tempo perché la vita abbia inizio”.

Al decollo, l’Europa Clipper pesava circa 12.500 libbre, di cui circa la metà era propellente.

Il potente razzo SpaceX Falcon Heavy ha trasportato la navicella spaziale dalla Terra all’orbita attorno al sole. Un sorvolo di Marte il prossimo febbraio gli darà una spinta di gravità, quindi girerà intorno alla Terra nel dicembre 2026 per ottenere ulteriore accelerazione verso la sua destinazione.

Dopo un viaggio di cinque anni e mezzo e lungo 1,8 miliardi di miglia, Europa Clipper entrerà in orbita attorno a Giove l’11 aprile 2030. Effettuerà quindi 49 sorvoli di Europa in quattro anni.

Poiché la Terra è l’unico posto dove si sa che esiste la vita, non sorprende che gli scienziati credano che il posto più promettente per cercare la vita sarebbe un posto simile: un pianeta simile alla Terra che non sarebbe né troppo freddo né troppo caldo, con temperature che consentirebbero all’acqua liquida, essenziale per la vita come la conosciamo, di fluire in superficie.

La regione attorno a una stella con condizioni così miti è conosciuta come la zona abitabile, o per gli appassionati delle fiabe, la zona di Riccioli d’oro.

Nel nostro sistema solare, solo la Terra soddisfa i criteri “giusti”. Ma si scopre che l’acqua liquida è molto comune nel sistema solare esterno e si nasconde sotto gusci ghiacciati. Europa è stato il primo mondo in cui gli scienziati planetari hanno trovato prove convincenti dell’esistenza di un oceano invisibile e, infatti, ora credono che potrebbe contenere il doppio dell’acqua di tutti gli oceani della Terra messi insieme.

Altri mondi che si ritiene abbiano oceani includono Callisto e Ganimede, altre due grandi lune ghiacciate di Giove; Encelado e Mimas orbitano attorno a Saturno; Tritone attorno a Nettuno. Anche Plutone, il pianeta nano.

Oltre all’acqua, si ritiene che altri componenti essenziali della vita siano l’energia e le molecole a base di carbonio. Questa missione mira a studiare se questi organismi esistono anche in Europa.

Per fare ciò, la navicella spaziale trasporta nove strumenti, tra cui telecamere, spettrometri, un magnetometro e un radar. Attraverso le sue osservazioni, gli scienziati si aspettano di misurare la profondità dell’oceano, identificare alcuni dei composti trovati sulla superficie di Europa e mappare accuratamente il campo magnetico della Luna, che fornirà ulteriori indizi su ciò che si trova al suo interno.

Nessuno degli strumenti cercherà direttamente qualcosa di vivente, ma solo se le condizioni all’interno di Europa potrebbero sostenere la vita.

L’enorme gravità di Giove spinge e attira l’interno di Europa, e il calore dell’attrito potrebbe alimentare le prese d’aria idrotermali sul fondo del mare. Gli sfiati possono emettere sostanze chimiche note come riducenti nell’oceano.

In superficie, il bombardamento radioattivo di Giove sul ghiaccio produce materiali ossidanti. Quando ossidanti e sostanze riducenti si combinano, viene rilasciata energia, reazioni chimiche che possono alimentare la vita.

Ma affinché ciò accada, gli ossidanti sulla superficie di Europa devono in qualche modo spostarsi attraverso chilometri di ghiaccio fino all’oceano.

La chiave è che il ghiaccio su Europa non è una semplice crosta solida, proprio come la crosta terrestre non è un semplice pezzo di roccia solida.

Sotto pressione sotto la superficie, il ghiaccio diventa flessibile. Bolle calde di ghiaccio salgono in superficie e bolle fredde e più dense affondano, probabilmente trasportando ossidanti verso il basso – uno schema di convezione simile a come il mantello si alza e si abbassa all’interno della Terra.

Questo potrebbe essere il nastro trasportatore che trasporta le sostanze chimiche di superficie nell’oceano.

“Si prevede che sarà una lampada lava”, ha detto Donald Blankenship, professore di ricerca presso l’Istituto di Geofisica dell’Università del Texas e ricercatore principale dello strumento radar per la penetrazione del ghiaccio di Europa Clipper.

I suoni provenienti dal radar della navicella spaziale passeranno quasi facilmente attraverso il ghiaccio e la neve, ma rimbalzeranno sull’acqua salata. Quindi Europa Clipper potrebbe essere in grado di vedere attraverso il ghiaccio e nell’oceano.

Il radar può anche rilevare laghi sepolti nel ghiaccio e criovulcani che eruttano acqua, non roccia fusa.

La termocamera di bordo della nave cercherà punti caldi, che possono indicare luoghi in cui il ghiaccio è più sottile e l’oceano è più vicino alla superficie.

Uno strumento a forma di tubo, lungo all’incirca quanto un pezzo di pane francese, catturerà e identificherà le molecole della sottile atmosfera, comprese le molecole a base di carbonio che potrebbero servire da elementi costitutivi per la vita.

Il telescopio spaziale Hubble ha rilevato quelli che potrebbero essere pennacchi di vapore acqueo in eruzione intermittente dalla superficie di Europa. Con un po’ di fortuna, l’Europa Clipper potrebbe volare attraverso un pennacchio esplosivo, che potrebbe essere materiale proveniente dall’oceano.

Un altro strumento, uno spettrometro ultravioletto, può anche identificare le molecole all’interno di un pennacchio quando una stella lontana passa dietro Europa. Si prevede che Europa oscurerà le stelle in questo modo circa 100 volte durante la missione. Osservando come i colori della luce ultravioletta emessa dalla debole stella determineranno la densità dei gas e di cosa sono fatti.

È stato un viaggio lungo e lento portare la missione Europa Clipper sulla rampa di lancio.

Quando la Voyager 2 volò vicino a Giove nel 1979, le sue immagini di Europa mostrarono qualcosa che sembrava una palla bagnata: una superficie luminosa ma rotta, quasi priva di crateri, a indicare che qualche processo geologico la stava spazzando via.

Ciò ha stuzzicato la curiosità degli scienziati di saperne di più, soprattutto dopo che le misurazioni dei campi magnetici di Europa effettuate dalla navicella spaziale Galileo della NASA due decenni fa hanno fornito prove convincenti della presenza di uno strato di acqua salata.

“Abbiamo iniziato a pianificare la missione intorno al 1995, 30 anni fa”, ha affermato Tom McCord, uno scienziato senior del Planetary Science Institute che lavora alla missione. “Ci è voluto molto tempo per arrivare al punto in cui abbiamo la possibilità di farlo mandare lo strumento e gli altri in viaggio per 10 ore.” Sei anni per iniziare effettivamente a effettuare misurazioni.

Per molto tempo gli alti funzionari della sede della NASA a Washington non furono particolarmente interessati all’Europa.

Tuttavia, John Culberson, un repubblicano del Texas eletto al Congresso nel 2000, era molto interessato.

Culberson ricorda di aver visitato il Jet Propulsion Laboratory della NASA in California quando il rover Opportunity è atterrato su Marte nel 2004. Gli ingegneri del laboratorio hanno fornito riassunti di ciò su cui stavano lavorando e la missione che ha stuzzicato la sua curiosità è stata quella di visitare molte delle grandi lune di Giove, compresa l’Europa.

“Ho scoperto che non ricevevano alcun sostegno dal quartier generale”, ha detto Culberson. Quindi, come membro del comitato per gli stanziamenti, ha aggiunto denaro alla missione.

Era sconvolto e frustrato quando i funzionari della NASA spesero soldi per un progetto diverso. “Abbiamo risparmiato denaro per l’Europa anno dopo anno e la NASA ha trovato il modo di aggirare questo problema”, ha affermato.

Parte della riluttanza della NASA era dovuta al timore che i costi dell’ambiziosa missione Europa potessero andare fuori controllo.

Nel 2010, il dottor Pappalardo ha riunito scienziati e ingegneri interni ed esterni alla NASA per scambiare idee su come rendere la missione più piccola e più conveniente. La metà del piccolo team era composta da persone che avevano precedentemente lavorato alla progettazione della missione. L’altra metà erano persone che lo criticavano, ha detto il dottor Pappalardo.

Ha notato di aver iniziato il primo incontro presentando una diapositiva vuota. “Abbiamo iniziato con un foglio di carta bianco”, ha detto il dottor Pappalardo.

Inizialmente, la navicella spaziale doveva entrare in orbita attorno ad Europa. L’analisi alla fine ha mostrato che quasi tutta la scienza potrebbe essere realizzata attraverso più voli, riducendo la quantità di schermature e di carburante necessari al veicolo spaziale.

Mentre prestava servizio nella sottocommissione per gli stanziamenti che finanzia la NASA, Culberson ha sostenuto Europa Clipper e la sua capacità di rilevare la vita extraterrestre. Voleva anche che la NASA includesse un lander.

“Questa è una vera opportunità per riaccendere la passione del pubblico per il programma spaziale”, ha affermato.

Ma l’amministrazione Obama aveva altre priorità per la NASA. La sua richiesta di bilancio per il 2014 includeva fondi non solo per Missione Europa. Affermò categoricamente che la NASA non poteva permettersene uno “per il prossimo futuro”.

Anche la Planetary Society, un’organizzazione no-profit che sostiene l’esplorazione spaziale, ha condotto una campagna a nome dell’Europa. “Mai prima d’ora abbiamo raggiunto i membri in questo modo”, ha affermato Casey Dreyer, responsabile della politica spaziale dell’associazione. “Penso che abbiamo contribuito a consolidarlo come qualcosa che dovrebbe essere fatto, qualcosa che ha supporto.”

Sotto l’amministrazione Trump, la missione Europe Clipper ha finalmente guadagnato slancio e budget significativi.

Culberson ha perso la sua candidatura per la rielezione nel 2018. L’Europa Clipper è sopravvissuto. Ma la proposta dello sbarco, che avrebbe potuto aggiungere miliardi di dollari al costo, non è stata realizzata.

La missione ha dovuto affrontare ulteriori ostacoli. Inizialmente, Culberson e il Congresso autorizzarono l’aereo a volare sullo Space Launch System, un enorme razzo sviluppato dalla NASA che costa circa 4 miliardi di dollari per lancio.

Il Congresso cedette a questa condizione e nel 2021 la NASA assegnò a SpaceX il contratto di lancio del Falcon Heavy per soli 178 milioni di dollari.

Quest’anno, Europa Clipper sembrava essere nuovamente in pericolo quando è emerso che i transistor della navicella spaziale potrebbero essere difettosi e quindi incapaci di sopravvivere alle forti radiazioni attorno a Giove. Ma gli ingegneri hanno scoperto che man mano che la navicella si spostava più lontano, i transistor si riprendevano e la NASA andava avanti con il lancio.

L’uragano Milton ha causato un altro breve ritardo quando è passato sul Kennedy Space Center giovedì, data del lancio originale.

Culberson, presente al lancio, ha affermato di aver provato “un’enorme eccitazione, sollievo, anticipazione e speranza per le straordinarie scoperte”.

Alcune ricerche recenti hanno messo in dubbio queste speranze.

Due studi presentati alla Lunar and Planetary Science Conference di quest’anno suggeriscono che potrebbe non esserci alcuna attività vulcanica sul fondale marino di Europa. Inoltre, le rocce potrebbero non rompersi facilmente, riducendo le reazioni chimiche tra l’acqua dell’oceano e le rocce che possono fornire energia agli organismi viventi.

Anche se potrebbe esserci roccia fusa nelle profondità di Europa, “sembra molto difficile che quel magma possa sollevarsi ovunque vicino al fondo dell’oceano”, ha detto Paul Byrne, scienziato planetario della Washington University di St. Louis e autore dello studio. carta. Entrambi i documenti.

Il dottor Byrne ha detto che anche se la vita fosse sorta intorno ad Europa molto tempo fa, “sembra difficile sostenere tale vita oggi”. “Questo è proprio ciò che penso che questi studi stiano iniziando a dirci.”

Ciò non significa che il dottor Byrne pensi che l’Europa Clipper sia uno spreco da 5 miliardi di dollari.

“Clipper è esattamente il tipo di missione di cui abbiamo bisogno per iniziare a sviluppare gradualmente la nostra comprensione dell’abitabilità”, ha detto, aggiungendo che spera che sia la prima di “una serie di missioni, non solo in Europa, ma in molte altre. ” I cosiddetti mondi oceanici”.

È stata una lunga attesa. Il dottor McCord, lo scienziato che iniziò a lavorare sui piani per l’Europa intorno al 1995, ha ora 85 anni.

“Avrò 91 anni o qualcosa del genere” quando l’Europa Clipper raggiungerà la sua destinazione, ha detto. “Questo è uno sforzo che trascende la vita delle persone”.