بين يوروبا كليبر ويوروبا لاندير المقترحة ، أوضحت وكالة ناسا أنها تعتزم إرسال مهمة إلى هذا القمر الجليدي للمشتري في العقد المقبل. منذ ذلك الحين فوييجر 1 و 2 أجرت المجسات تحليقها التاريخي للقمر في عامي 1973 و 1974 - اللذين عرضا أولى المؤشرات على وجود مياه دافئة في باطن القمر - حرص العلماء على بلوغ قمة تحت سطح الأرض ورؤية ما هو موجود.
تحقيقا لهذه الغاية ، أصدرت وكالة ناسا منحة إلى فريق من الباحثين من جامعة ولاية أريزونا لبناء واختبار مقياس الزلازل المصمم خصيصًا والذي سيستخدمه المسبار للاستماع إلى الجزء الداخلي من يوروبا. سيساعد هذا الجهاز ، المعروف باسم مقياس الزلازل لاستكشاف باطن الأرض في أوروبا (SESE) ، العلماء على تحديد ما إذا كان الجزء الداخلي من يوروبا مواتًا للحياة.
وفقًا لملف تعريف Europa Lander ، سيتم تثبيت هذا الميكروفون على المسبار الآلي. بمجرد وصوله إلى سطح القمر ، سيبدأ مقياس الزلازل في جمع المعلومات حول بيئة يوروبا تحت سطح الأرض. سيشمل ذلك بيانات عن المد والحركة الطبيعية داخل القشرة ، والتي ستحدد سمك السطح الجليدي.
سيحدد أيضًا ما إذا كان السطح يحتوي على جيوب من الماء - أي البحيرات تحت سطح الأرض - ومعرفة عدد المرات التي يرتفع فيها الماء إلى السطح. لبعض الوقت ، اشتبه العلماء في أن "تضاريس الفوضى" في أوروبا ستكون المكان المثالي للبحث عن أدلة على الحياة. يعتقد أن هذه الميزات ، التي هي في الأساس فوضى مختلطة من التلال والشقوق والسهول ، هي بقع حيث يتفاعل المحيط تحت السطح مع القشرة الجليدية.
على هذا النحو ، سيكون من الأسهل العثور على أي دليل على الجزيئات العضوية أو الكائنات البيولوجية هناك. بالإضافة إلى ذلك ، اكتشف الفلكيون أيضًا أعمدة المياه القادمة من سطح أوروبا. تعتبر هذه أيضًا واحدة من أفضل الرهانات للعثور على أدلة على الحياة في الداخل. ولكن قبل أن يتم استكشافها مباشرة ، فإن تحديد مكان وجود خزانات المياه تحت الجليد وما إذا كانت متصلة بالمحيط الداخلي أمر بالغ الأهمية.
وهنا يأتي دور آلات مثل SESE. هونغ يو هو مهندس نظام استكشاف من مدرسة ASU's للأرض واستكشاف الفضاء وقائد فريق SESE. كما ذكر في مقال نشرته ASU Now: "نريد أن نسمع ما يجب أن تخبرنا به أوروبا. وهذا يعني وضع "أذن" حساسة على سطح أوروبا ".
بينما لا تزال فكرة يوروبا لاندير في مرحلة تطوير المفهوم ، تعمل وكالة ناسا على تطوير جميع المكونات الضرورية لمثل هذه المهمة. على هذا النحو ، قدموا لفريق ASU منحة لتطوير واختبار مقياس الزلازل المصغر الخاص بهم ، والذي لا يقيس أكثر من 10 سم (4 بوصات) على جانب ويمكن تركيبه بسهولة على متن مركبة إنسان آلي.
والأهم من ذلك ، يختلف مقياس الزلازل الخاص بهم عن التصميمات التقليدية من حيث أنه لا يعتمد على مستشعر كتلة وزنبركي. لن يكون هذا التصميم مناسبًا لمهمة إلى جسم آخر في نظامنا الشمسي لأنه يحتاج إلى وضعه في وضع مستقيم ، الأمر الذي يتطلب زراعته بعناية وعدم إزعاجه. علاوة على ذلك ، يجب وضع المستشعر في فراغ كامل لضمان قياسات دقيقة.
باستخدام نظام كهربائي دقيق مع إلكتروليت سائل لجهاز استشعار ، قام يو وفريقه بإنشاء مقياس زلازل يمكن أن يعمل في نطاق أوسع من الظروف. وقال "تصميمنا يتجنب كل هذه المشاكل". "يتميز هذا التصميم بحساسية عالية لمجموعة كبيرة من الاهتزازات ، ويمكنه العمل بأي زاوية على السطح. وإذا لزم الأمر ، يمكنهم ضرب الأرض بقوة عند الهبوط ".
كما أوضح لينور داي - مهندس كيميائي ومدير كلية هندسة المواد والنقل والطاقة بجامعة ولاية أريزونا - فإن التصميم يجعل SESE مناسبًا تمامًا لاستكشاف البيئات القاسية - مثل سطح يوروبا الجليدي. وقالت "نحن متحمسون لفرصة تطوير الشوارد والبوليمرات خارج حدود درجات الحرارة التقليدية". "يمثل هذا المشروع أيضًا التعاون عبر التخصصات".
يمكن لـ SESE أيضًا الضرب دون المساس بقراءات المستشعر ، والتي تم اختبارها عندما ضربها الفريق بمطرقة ثقيلة ووجدت أنها لا تزال تعمل بعد ذلك. وفقًا لعالم الزلازل إدوارد جارنيرو ، وهو أيضًا عضو في فريق SESE ، سيكون هذا مفيدًا. ويزعم أن Landers عادة ما يكون لها ستة إلى ثمانية أرجل ، والتي يمكن مزجها بمقاييس الزلازل لتحويلها إلى أدوات علمية.
إن وجود العديد من أجهزة الاستشعار على جهاز الهبوط من شأنه أن يمنح العلماء القدرة على الجمع بين البيانات ، مما يسمح لهم بالتغلب على مشكلة الاهتزازات الزلزالية المتغيرة التي يسجلها كل منها. على هذا النحو ، فإن ضمان أن تكون وعرة أمر لا بد منه.
"تحتاج أجهزة قياس الزلازل إلى الاتصال بالأرض الصلبة للعمل بكفاءة أكبر. إذا كانت كل ساق تحمل مقياس زلازل ، يمكن دفعها إلى السطح عند الهبوط ، مما يجعل الاتصال الجيد بالأرض. يمكننا أيضًا فرز إشارات التردد العالي من تلك الأطوال الموجية الأطول. على سبيل المثال ، النيازك الصغيرة التي تصطدم بالسطح ليس بعيدًا جدًا ستنتج موجات عالية التردد ، كما أن المد والجزر من قاطرات المشتري والأقمار المجاورة في أوروبا يخلق موجات طويلة وبطيئة ".
يمكن أن يثبت مثل هذا الجهاز أنه حاسم أيضًا بالنسبة لمهام "عوالم المحيطات" الأخرى داخل النظام الشمسي ، والتي تشمل Ceres و Ganymede و Callisto و Enceladus و Titan وغيرها. على هذه الأجسام أيضًا ، يعتقد أن الحياة يمكن أن توجد بشكل جيد جدًا في محيطات الماء الدافئ التي تقع تحت السطح. على هذا النحو ، فإن مقياس الزلازل المدمج والوعيد القادر على العمل في بيئات درجات الحرارة القصوى سيكون مثاليًا لدراسة تصميماته الداخلية.
والأكثر من ذلك ، أن المهمات من هذا النوع ستكون قادرة على الكشف عن الأماكن التي تكون فيها الأغطية الجليدية على هذه الأجسام أنحف ، وبالتالي أين يمكن الوصول إلى المحيطات الداخلية. بمجرد القيام بذلك ، ستعرف وكالة ناسا ووكالات الفضاء الأخرى بالضبط إلى أين ترسل في المسبار (أو ربما الغواصة الآلية). على الرغم من أننا قد نضطر إلى الانتظار بضعة عقود على ذلك!
