A água abaixo da superfície da lua gelada é um alvo chave para o sobrevoo próximo da sonda Juno.
Em setembro Em 29 de setembro, a sonda Juno da NASA realizará o sobrevoo mais próximo da lua gelada de Júpiter, Europa, em mais de 20 anos, enquanto a espaçonave embarca em uma missão para sondar profundamente o gelo de Europa em busca de bolsões de água líquida.
Europa contém um oceano global sob uma crosta sólida de gelo, tornando esta lua um dos lugares mais intrigantes do sistema solar para procurar vida extraterrestre e uma das principais prioridades dos astrobiólogos. Embora Juno não seja capaz de nos dizer se Europa abriga vida alienígena, ela nos ensinará mais sobre a crosta gelada da lua, como sua espessura e se existem bolsões subterrâneos de água líquida que podem atingir a superfície.
A Juno chegou a Júpiter em julho de 2016, e sua missão se concentrou em estudar a atmosfera de Júpiter, desde as alturas de seus topos de nuvens marrom-avermelhadas até as profundezas das camadas de nuvens mais baixas, centenas de quilômetros abaixo, além de aprender sobre o poderoso poder do gigante gasoso. campo magnético e sua estrutura interior até seu núcleo.
Em 2021, a NASA concedeu à Juno uma extensão da missão e deu a ela um novo objetivo: estudar algumas das luas de Júpiter. Em junho de 2021, a espaçonave voará a 1.038 quilômetros de Ganimedes, que, com 5.268 quilômetros de diâmetro, é a maior lua do sistema solar. Em seguida, será a vez de Europa, com Juno pronta para passar pela lua a apenas 355 km acima da superfície de Europa. A Juno não verá a lua inteira, mas sim uma pequena fração da superfície. No entanto, as câmeras da Juno têm um amplo campo de visão – um pouco como o de uma câmera de smartphone – permitindo que a espaçonave absorva mais da paisagem do que uma câmera normal.
Espiando sob o gelo
Scott Bolton, vice-presidente associado da Divisão de Ciência e Engenharia Espacial do Southwest Research Institute e investigador principal da missão Juno, disse ao Space.com. “Mas ainda vamos fazer bastante ciência na Europa.”
A chave para essa ciência será o radiômetro de microondas da Juno (MWR). “Este é um novo tipo de instrumento que inventamos para ver sob as nuvens de Júpiter”, disse Bolton. “‘Mas podemos aplicar o mesmo instrumento a um satélite gelado e ver um pouco o gelo.”
O MWR opera em seis comprimentos de onda e pode detectar emissões térmicas abaixo da superfície gelada. O quão profundo ele pode detectar essa emissão depende do nível de impurezas no gelo. Quanto mais puro for o gelo, mais fundo no gelo o MWR será capaz de “ver”.
Embora as descobertas do sobrevoo da Juno em Ganimedes ainda estejam sendo escritas, Bolton revelou que quando Juno dirigiu o MWR em Ganimedes, o instrumento confirmou que a crosta gelada da lua gigante era muito espessa.
A Europa pode ser uma história diferente, pelo menos em certos pontos da lua. Os cientistas esperam um dia perfurar o gelo, no escuro oceano subterrâneo da lua. Espera-se que a crosta de gelo tenha 30 km de profundidade, pelo menos na maioria das regiões, mas a crosta pode ser mais fina em algumas áreas.
Missões anteriores que capturaram imagens de Europa – as espaçonaves Voyager 1 e Voyager 2 e o orbitador Galileo – descobriram que partes da superfície da lua estão manchadas por material que parece ter brotado de baixo. A câmera infravermelha e o espectrômetro da Juno analisarão a composição desse material para determinar se ele é feito de sais ou moléculas orgânicas.
Uma teoria é que bolsões de água podem se formar no subsolo, seja por meio do líquido subindo convectivamente através da concha de gelo, ou pelo derretimento do gelo na concha, talvez como resultado de tensões impostas pelas marés gravitacionais de Júpiter. O MWR deve ser capaz de dizer se existem bolsões de água próximos à superfície.
“Quando estávamos desenvolvendo Júpiter, não pensamos em nos aproximar dos satélites gelados; estávamos completamente focados em Júpiter”, disse Bolton. “Agora que estamos olhando para as luas para nossa missão estendida, ficou óbvio que o radiômetro de micro-ondas funciona incrivelmente bem em corpos gelados e gigantes gasosos, então acredito que se tornará um cavalo de batalha convencional na futura exploração planetária”.
Relacionada à possibilidade de água líquida perto da superfície, há evidências controversas de gêiseres de água em erupção que sobem acima da superfície e no espaço. Em 2013, o Telescópio Espacial Hubble detectou nuvens em forma de pluma de hidrogênio e oxigênio (que, quando combinados, formam água). Cientistas examinando dados arquivados da espaçonave Galileo descobriram que ela havia medido perturbações sutis na magnetosfera de Júpiter perto de Europa que poderiam ser o resultado de partículas carregadas na pluma desviando o campo magnético do planeta gigante.
Em 2021, os cientistas detectaram vapor de água suficiente sendo liberado sobre a Europa para encher uma piscina olímpica em apenas alguns minutos. No entanto, como esse vapor de água chegou lá permanece incerto, já que os cientistas até agora não conseguiram confirmar a existência de gêiseres de água.
A Juno poderia fazer a primeira detecção confirmada de um gêiser durante seu sobrevoo? “É um tiro no escuro”, disse Bolton. “Se as plumas existem, então temos que ter sorte e fazê-las explodir enquanto passamos voando, e elas precisam estar em um lugar que estamos olhando.”
Ainda assim, mesmo que a Juno não detecte uma pluma em ação, a espaçonave pode detectar uma característica geológica na superfície que está emitindo vapor de água, análoga às “listras de tigre” na lua gelada de Saturno Enceladus que liberam seus próprios gêiseres de água. Alternativamente, as câmeras de navegação da Juno vão caçar partículas geladas voltando para a superfície de Europa, refletindo e espalhando a luz.
A órbita polar da sonda Juno em torno de Júpiter, voando sobre o polo norte e depois o polo sul, significa que ele se aproximará de Europa de uma alta inclinação, dando à espaçonave vistas das regiões polares da lua pela primeira vez. Em contraste, missões anteriores abraçaram o plano das luas e se concentraram em suas regiões equatoriais. A órbita de Juno também significa que esta é a única chance da espaçonave observar Europa de perto.
“O que está acontecendo é que a órbita de Juno agora está sendo distorcida pelo campo gravitacional de Júpiter”, disse Bolton. “Sempre cruzamos o equador, mas à medida que nos aproximamos de Júpiter, o ponto em que cruzamos o equador está se movendo para dentro.”
A Juno cruzará o equador de Júpiter à distância de Ganimedes – 1,07 milhão de km – no verão de e em dezembro de 2023 e fevereiro de 2024, a Juno cruzará o equador de Júpiter à distância de sua lua vulcânica Io – 422.000 km – e realizará dois sobrevôos próximos, ambos dentro de 932 milhas (1.500 km).
A missão estendida da Juno durará até 2025, quando os cientistas da missão terão que fazer uma avaliação: se a espaçonave tem propulsor suficiente para continuar apontando sua antena para a Terra e se está em boas condições para continuar.
“Imagino que a NASA entretenha outra extensão se a espaçonave estiver saudável”, disse Bolton.
A questão principal é a radiação. A órbita da Juno ao redor do planeta gigante é elíptica, e toda vez que atinge o perijove – ou seja, seu ponto mais próximo de Júpiter – ele recebe uma grande dose de radiação das partículas carregadas que estão presas na poderosa magnetosfera de Júpiter e rotineiramente martelam a superfície das luas do planeta. Para resistir a essa radiação, a Juno é construído “como um tanque blindado com escudos”, disse Bolton, “mas, eventualmente, nossos escudos não aguentarão mais, para usar a linguagem de Star Trek, e a radiação começará a prejudicar os eletrônicos da Juno”.
O encontro da Juno com Europa pode ser sua única chance, mas não será a última espaçonave a visitar as luas geladas de Júpiter. A tão esperada missão Europa Clipper da NASA realizará quase 50 sobrevôos próximos de Europa para caracterizar completamente a lua e acompanhar a busca da Juno por bolsões de água líquida no subsolo que poderiam sustentar a vida. Enquanto isso, o Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) da Agência Espacial Europeia será lançado em abril de 2023, para chegar a Júpiter em julho de 2031, em uma missão para estudar Europa, Ganimedes e Calisto.
Publicado em 25/09/2022 11h04
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