De oceaan van Jupitermaan Europa is een van de meest kansrijke plekken voor het vinden van buitenaards leven in ons zonnestelsel. Vandaag vertrekt ruimtesonde Europa Clipper voor onderzoek.
Richt een verrekijker op Jupiter en je ziet dat de planeet wordt vergezeld door vier minuscule stipjes. Een van die stipjes is de maan Europa, volgens wetenschappers een van de meest kansrijke plekken om buiten de aarde leven te vinden in ons eigen zonnestelsel. Europa is volledig bedekt met een kilometers dikke laag ijs, maar er zijn aanwijzingen dat er zich daaronder een diepe oceaan van vloeibaar water bevindt. Schattingen lopen uiteen, maar met een diepte van zo’n 60 tot 150 kilometer kan Europa’s oceaan twee keer zoveel water bevatten als alle oceanen op aarde bij elkaar. En dat fascineert onderzoekers. Want wie (vloeibaar) water zegt, denkt al snel aan leven. Zeker omdat Europa daarnaast de chemische elementen lijkt te hebben waaruit het aardse leven is opgebouwd, zoals waterstof, koolstof, stikstof, zuurstof, fosfor en zwavel.
Ruimtesonde Europa Clipper moet bepalen wat de kansen zijn voor leven op Europa. Vandaag vertrekt het vaartuig voor een reis van bijna drie miljard kilometer naar Jupiter en Europa. Eenmaal aangekomen – in 2030 – brengt de sonde het oppervlak van de maan in kaart, bepaalt de samenstelling van het oppervlak, bemonstert water dat de maan via geisers de ruimte in spuwt, en doet metingen aan het magneet- en zwaartekrachtveld.
Waterpluimen
Wetenschappers hopen te onthullen wat er zich diep in Europa afspeelt. Aan boord van de ruimtesonde is een radar die tot maximaal dertig kilometer door het ijs kijkt en misschien reservoirs van vloeibaar water kan vinden die ‘opgesloten’ zitten in het ijs. Metingen aan het zwaartekrachtveld en het magneetveld leveren informatie over de interne opbouw van de maan.
Europa zelf helpt een beetje om haar diepste geheimen bloot te leggen. Net als bij veel andere ijsmanen zijn er geisers gezien op Europa. Die spuwen water de ruimte in, afkomstig van de holtes in het ijs of uit de oceaan. De beelden die we hebben van wateruitbarstingen op Europa, gemaakt door ruimtetelescoop Hubble, zijn niet scherp. Europa Clipper moet de ‘waterpluimen’ nu van dichtbij inspecteren. Planeetonderzoeker Tracy Becker van het Amerikaanse Southwest Research Institute is betrokken bij de missie, en noemt het instrument dat zij hielp ontwikkelen daarom een ‘pluimjager’. De gevoelige ultravioletsensor kan water en andere stoffen detecteren in de dunne atmosfeer van Europa en in het omhoog gespuwde water. Daarnaast is er een apparaat aan boord dat materiaal kan opvangen uit de atmosfeer van Europa – of direct uit een geiser, maar daarvoor is een beetje geluk nodig. “We moeten dan net op het juiste moment voorbij vliegen. Als het lukt om de pluim te analyseren, dan kunnen we waarschijnlijk bepalen of het water afkomstig is uit holtes in het ijs of uit de dieper gelegen oceaan”, aldus Becker.
De Amerikaanse Galileo-sonde vond in de jaren negentig de eerste aanwijzingen dat er zich onder het ijs van Europa een oceaan van zout water bevindt.
NASA/JPL-CaltechOok het oppervlak van Europa wekt de interesse van onderzoekers. Dat lijkt van een afstandje relatief saai en eentonig: er zijn nauwelijks kraters of contrastrijke gebieden. Maar wie beter kijkt ziet dat er van alles gebeurt. “Er zitten barsten en kloven in het oppervlak, soms wel duizenden kilometers lang. En waarschijnlijk enorme ijsmuren van honderden meters hoog. Dat moet spectaculair zijn om van dichtbij te zien”, zegt Becker. Ze wil ook inzoomen op iets wat geologen ‘chaotisch terrein’ noemen, met veel barsten en vastgevroren brokstukken ijs die eerder door geologische processen zijn verschoven. “We denken dat op deze plekken water naar boven komt dat opnieuw bevriest aan het oppervlak. Het kan de bruinige verkleuring daar verklaren.”
Een close-up van het oppervlak van Europa gemaakt door ruimtesonde Galileo in de jaren negentig. Het laat ‘chaotisch terrein’ zien, met veel brokstukken en barsten in het ijs die weer zijn dichtgevroren.
NASA/JPL-Caltech/SETI InstituteVijftig scheervluchten
Europa Clipper is niet alleen. In 2031 - een jaar na Europa Clipper - komt sonde Juice (Jupiter Icy Moons Explorer) aan, een Europese ruimtesonde die afgelopen jaar al vertrok. Hoewel Juice zijn blik voornamelijk op Ganymedes richt, een buurmaan van Europa, werken de twee sondes samen. “Stel: we brengen in kaart hoe het magneetveld van Europa reageert op het magneetveld van Jupiter, dan kunnen we dat combineren met de gegevens van Juice over het actuele magneetveld van Jupiter”, legt Becker uit. Zo kun je bijvoorbeeld veel beter vaststellen hoe Europa reageert op het intense magneetveld van deze reuzenplaneet.
Juice komt uiteindelijk in een baan rondom Ganymedes, maar Europa Clipper doet dat níet bij Europa. Dat is een bewuste keuze om de sonde te beschermen tegen de intense straling van Jupiter. De ruimtesonde draait in een ruime baan om Jupiter heen en maakt bijna vijftig scheervluchten langs Europa, soms tot slechts 25 kilometer van het oppervlak. Om tijdens deze vluchten goed beschermd te zijn is elektronica aan boord van de sonde opgeborgen in een dikke ‘kluis’ van titanium en aluminium.
Europa Clipper maakt vijftig scheervluchten langs het oppervlak van Europa.
NASA/JPL-CaltechDood of levend
Volgens Becker gaat Europa Clipper waarschijnlijk geen leven vinden op Europa, hoe vurig wetenschappers dat misschien ook hopen. De sonde heeft hiervoor niet de juiste instrumenten aan boord. Wel kan het bepalen of de omstandigheden goed zijn voor leven zoals we dat kennen, én kan daar mogelijk chemische sporen van detecteren. “Stel dat we er aminozuren (belangrijke bouwstenen van het leven op aarde, red.) vinden, dan zou dat een goede reden kunnen zijn om een nieuwe missie te sturen die daadwerkelijk leven kan vinden”, aldus Becker.
Ook het vinden van ‘enkel’ geschikte condities voor leven op Europa zou spectaculair zijn, vindt Becker. “Stel je voor dat we een oceaan vinden die de juiste temperatuur en het goede zoutgehalte voor leven heeft, en dat er chemische verbindingen zijn die als energiebron dienen. Dat zou fascinerend zijn. Want als er in ons eigen zonnestelsel al twee plekken geschikt zijn voor leven, hoeveel kunnen we er dan in andere planetenstelsels verwachten?”