Компьютерное моделирование струй жидкой воды на спутнике Юпитера Европе показывает, что будущая космическая миссия JUICE сможет изучить, обладает ли подледный океан луны жизнью.
Под ледяной поверхностью Европы скрывается глубокий жидкий океан воды. Ученые считают, что в таких условиях могла развиться жизнь, защищенная от солнечного света и любопытных земных наблюдателей. Кажется, простой задачей пробраться сквозь лед и изучить воду. Но не все так легко, если вспомнить, что ледяная кора способна простираться на несколько километров в толщину.
В 2022 году Европейское космическое агентство планирует запустить миссию JUICE. Космический аппарат прибудет к Юпитеру и ледяным спутникам в 2030 году. На его борт установят пакет инструментов для изучения окружающей среды частиц PEP. Его детекторы сумеют изучить струи и исследовать состав океана Европы.
Наблюдения с космического телескопа Хаббл за последние годы показали, что на поверхности Европы есть гейзеры с извергающейся жидкой водой. Эти струи – самый простой способ протестировать содержимое океана. Нужно пролететь над одним из гейзеров и получить образцы воды. JUICE – первая миссия, которая сможет выполнить это задание.
После прибытия к системе Юпитера в 2030 году JUICE выполнит два пролета Европы. Важно быть уверенным в том, что космический аппарат сможет добыть образцы гейзеров. Поэтому в последнем исследовании создали компьютерное моделирование извержения. Вычисляя траектории миллионов частиц, запущенных извержением, можно определить, способны ли частицы достичь высоты космического корабля и хватит ли их для обнаружения.
Моделирование показало, что большая часть частиц опускается на поверхность после извержения, но в момент активности корабль JUICE сумеет взять достаточный объем образцов. Интересно, что не все частицы оседают. Некоторые становятся электрически заряженными после бомбардировки излучения от магнитного поля Юпитера. Они не поддаются гравитации и будут отдаляться от Европы.
Симуляции также продемонстрировали два способа сбора образцов в шлейфах. Возможно, получится добыть не только воду, но и другие вещества, которые раскроют картину состава подповерхностного океана и его пригодности для жизни.
