Europa Clipper on teel Jupiteri ja selle jääkuu suunas

Täna, 14. oktoobri õhtul peaks Floridast Canaverali neemelt Jupiteri ja selle jäise kuu Europa suunas startima NASA üks viimase aja ambitsioonikamaid missioone - Europa Clipper. Oma teekonnale saadetakse see SpaceX-i võimsaima Falcon Heavy raketi pardal. Start peaks toimuma Eesti aja järgi kell 19:04.

Idee, millest Europa Clipper välja kasvas, sai alguse juba üheksakümnendate lõpus, kui Jupiteri süsteemi 1995-2003 uurinud NASA Galileo sond avastas, et selle neljast hiidkuust väiksema Europa jäise kooriku all loksub tõenäoliselt vedela vee ookean. Samuti leiti märke sellest, et sellest ookeanist võib siit-sealt välja pursata mõni jäägeiser. Soovides seda kõike lähemalt uurida pakuti algselt välja mõte saata sond kuu orbiidile. Paraku tiirleb Europa Jupiterile piisavalt lähedal, et asuda selle võimsa magnetvälja poolt tekitatud radioaktiivsuse vööndites. Seal ei suudaks elektroonika üle aasta töökorras püsida. Lisaks suudavad tänapäevased sondid koguda ja saata andmeid oluliselt kiiremini, kui neid Maal võimalik vastu on võtta (sellele seab ka piirid Maal asuvate vabade raadioantennide hulk).

Jupiteri kuu Europa, pildistatud Juno sondi poolt 2022. aastal.

Europa jäine ja pragunenud pind.

Europa suuruse võrdlus Maa ja Kuuga.

Lahendamaks mingil määral mõlemad probleemid otsustati loobuda mõttest saata sond Kuu orbiidile, vaid panna see tiirlema väljavenitatud orbiidile Jupiteri enda ümber ning külastada Europat vaid lähedaste möödalendude käigus. Nii on võimalik sondi mõjutava radioaktiivsuse hulka oluliselt piirata ning kiirete möödalendude (kõrgus kuu pinnast saab olema 25 kuni 2700 kilomeetrit) vahel saab sond rahulikult kogutud infohulga Maale edastamisega tegeleda. Kokku on 3,5 aastase missiooni jooksul plaanis teostada 44 möödalendu, mis on ajastatud ja sihitud selliselt, et kaardistatud saab terve Kuu pind.

Europa Clipper on NASA seni kõige suurem ja massiivsem kosmosesond. Ligi 6 meetrit kõrge ja lahtivolditud päikesepaneelidega 22 meetrit laial automaatjaama stardimass on üle kuue tonni (sellest kolmandiku moodustab raketikütus, millest suuremat osa läheb tarvis Jupiteri orbiidile sisenemiseks). Osaliselt on sellise massi taga ka vajadus sondi õrna elektroonikat kiirguse eest varjestada. Näiteks selleks on see pakitud sügavale sondi keskmesse ning veel omakorda varjestatud 150 kilogrammise alumiiniumist ja titaanist kiirguskilbiga.

Lisaks kahele väga kõrge lahutusvõimega kaamerale on Europa Clipper varustatud seitsme teadusliku instrumendiga. Neid kõiki nimetada ja kirjeldada siin ei jõuagi, kuid võib öelda, et nendega soovitakse varasemast oluliselt lähemalt uurida Europa geoloogiat, vedela vee ookeani, keemilist koostist ning võimalusi seda kunagi tulevikus asustada.

Kunstniku nägemus Europa Landerist oma sihtkohas.

Europa ookean ja sellest pruskuv geiser.

Europa Clipper enne starti.

Arusaadavalt pakub planeediteadlastele (Jupiteri kuid saab ette kujutada kui pisikesi planeete) ja astrobioloogilidele kõige suuremat huvi just see vedela vee ookean, mis võib Europa puhul olla keskmiselt kuni 70-90 kilomeetrit sügav. Seda katab 10-30 kilomeetri paksune jääkiht, mis võib teatud juhtudel olla pragunenud, lubades veel jõuda isegi kohati selle pinna alla või isegi sellest väljaspoole. Astronoomid arvavad, et Europa ookeanit hoiab vedelana seestpoolt niinimetatud loodeline soojendamine. Nimelt deformeerib Jupiter ja selle teised suured kuud pidevalt Europa kuju, mis tekitab hõõrdumist ning see omakorda soojust. Nii võib selle ookeani põhi olla kaetud hüdrotermiliste lõõridega (sisuliselt kuumaveeallikatega), mis võivad pakkuda sobivat keskkonda elu tekkeks.

Kuigi täiesti kindlad tõendid puuduvad, purskuvad sarnaselt Saturni jäise väikekuu Enceladusega tõenäoliselt ka Europa pinnalt siit-sealt välja jäägeisrid. Europa Clipper on selleks puhuks varustatud massispektromeetriks kutsutud instrumendiga, mis suudab mõnest taolisest jäägeistrist läbi lennates kogutud jää koostist analüüsida. Väidetavalt on see niivõrd tundlik, et suudab ühest kogutud jäähelbest tuvastada isegi üheainsa bakteriaalse raku. Oleks keeruline ületähtsustada taolise avastuse olulisust meie vaadetele elu tekkest ja levikust kosmoses. Sest, et kui elu tekkis kahel Päikesesüsteemi taevakehal üksteisest eraldi, tekib see tõenäoliselt kõikjal universumis ning meie galaktika kubiseb maavälisest (tõenäoliselt küll enamasti mikroobsest) elust.

Jupiteri ümbritseva kiirgusvööndi ulatus ja tugevus.

Europa arvatav siseehitus.

Europa Clipperi eesmärgiks on lisaks eelmainitule välja luurata ka maandumispaik NASA hetkel veel ehitatavale Europa Lander nimelisele maandurile. See peaaegu täielikult elu leidmiseks disainitud maandur peaks Jupiteri poole teele minema 2027. aastal ning jõudma sinna 2030. aastaks ehk umbes samaks ajaks kui sinna jõuab Europa Clipper. Kahe missiooni erinev reisiaeg on tingitud Päikesesüsteemi planeetide asetumisest stardi ajal. Näiteks Europa Clipper peab Jupiterini jõudmiseks sooritama kõigepealt peale starti niinimetatud gravitatsioonilised möödalennud Marsist ja Maast. Ärgem ka unustada, et 2031. aastal jõuab Jupiteri süsteemi ka Euroopa Kosmoseagentuuri JUICE missioon, mis asub omakorda uurima planeeti ja selle kuid. Hetkel on Jupiteri uurimas NASA Juno sond, mis peaks seda tegema senikaua kui sond vastu peab. Ehk siis mingil hetkel järgmise kümnendi alguses võib Jupiteri süsteemis korraga tegutseda koguni neli maist missiooni. Uhke värk.

Et Europa Clipperi missiooni rahva seas promoda, asub selle pardal ka üks maine süboolne meene või "sõnum pudelis". Selleks on tantaalist* tahvel, mida kasutakse sondi elektroonika varjestuse sulgemiseks ning mille kahel küljel on mitu sõnumit Maalt. Ühel selle küljel on graafilised kujutised sõnast "vesi" kokku 103 keeles (eesti keelt kahjuks sealt ei leia). Tahvli teisel küljel on Drake võrrand**, vesiniku ja vesinikoksiidi spektraaljooned (nn veeauk), planeediteadlase Ron Greeley portree, pilt Päikesesüsteemist ja selle keskel asuvast pudelist (selle sees asub veel omakorda mikrokiip, millele on graveeritud 2 620 852 inimese nimed) ning ameerika luuletaja Ada Limóni poeem "In Praise of Mystery: A Poem for Europa" (tõlkes "Ülistamas müsteeriumi: Luuletus Europale"), mis on tahvlile graveeritud tema enda käekirjas.

Europa Clipperiga kaasa mineva tantaalist tahvli tagumine külg.

Europa Clipperiga kaasa mineva tantaalist tahvli eesmine külg.

Kuna luuletust me küll tõlkida ei julge, siis toome selle all ära originaalkeeles:

In Praise of Mystery: A Poem for Europa

Arching under the night sky inky

with black expansiveness, we point

to the planets we know, we

pin quick wishes on stars. From earth,

we read the sky as if it is an unerring book

of the universe, expert and evident.

Still, there are mysteries below our sky:

the whale song, the songbird singing

its call in the bough of a wind-shaken tree.

We are creatures of constant awe,

curious at beauty, at leaf and blossom,

at grief and pleasure, sun and shadow.

And it is not darkness that unites us,

not the cold distance of space, but

the offering of water, each drop of rain,

each rivulet, each pulse, each vein.

O second moon, we, too, are made

of water, of vast and beckoning seas.

We, too, are made of wonders, of great

and ordinary loves, of small invisible worlds,

of a need to call out through the dark.

Europa Clipperi stari saab otseülekandes jälgida siit: https://www.youtube.com/watch?v=uDN_pdOQKe8

*tantaal on väga tugev metall, mis on keemiliselt ülimalt inertne ning sellel on väga kõrge sulamistemperatuur. Ehk see peab kosmoses hästi vastu.

**Drake võrrandi ja selle tähenduse kohta kirjutasime aastaid tagasi siin: https://www.astromaania.ee/.../fermi-paradoks-ehk-kus-nad...