Künstlerische Darstellung der Sonde der „Europa Clipper“-Mission über der Oberfläche des Jupitermondes Europa (Illu.).
Copyright: NASA/JPL-Caltech
Am 14. Oktober 2024 ist die NASA-Raumsonde „Europa Clipper“ erfolgreich in Richtung des Jupitersystems gestartet. Dort angekommen soll die Sonde den Jupitermond Europa erforschen. Mit einem unter einer kilometertiefen Eiskruste verborgenen Ozean gilt der Mond als einer der hoffnungsvollsten Kandidaten bei der Suche nach außerirdischem Leben in unserem Sonnensystem. Ein Überblicksartikel von James Lloyd.
Hinweis: Bei dem folgenden Artikel handelt es sich um einen Aufsatz von James Lloyd von der School of Molecular Sciences an der University of Western Australia, der am 7. Oktober 2024 erstmals im englischsprachigen Original auf „TheConversation.com“ unter der Lizenz Creativ Commons veröffentlicht und von grenzwissenschaft-aktuell.de (GreWi) übersetzt.
Es ist das größte Raumfahrzeug, das die NASA jemals für die planetare Erkundung gebaut hat: So breit wie ein Basketballfeld, wenn seine Solarsegel entfaltet sind. Es hat eine Masse von etwa 6.000 Kilogramm – so schwer, wie ein großer afrikanischer Elefant.
Aber warum schicken wir ein so gewaltiges Raumfahrzeug bis nach Europa?
Die Suche nach Leben an anderen Orten als auf der Erde konzentriert sich normalerweise auf unseren Nachbarplaneten Mars, der sich technisch gesehen in der „bewohnbaren Zone“ unseres Sonnensystems befindet. Aber der Mars ist kein attraktiver Ort zum Leben, da er keine Atmosphäre mehr besitzt und hohen Strahlenbelastungen ausgesetzt ist. Allerdings ist er der Erde vergleichsweise nahe, was Missionen dorthin relativ einfach macht.
Es gibt jedoch auch andere Orte im Sonnensystem, die Leben unterstützen könnten – einige der Monde des Jupiters und Saturns. Warum? Sie haben flüssiges Wasser.
Auf der Erde ist Wasser das Lösungsmittel des Lebens: Wasser löst Salze und Zucker und ermöglicht die chemischen Reaktionen, die das Leben auf der Erde vorantreiben. Es ist möglich, dass anderswo Lebensformen existieren, die auf flüssigem Methan, Kohlendioxid oder anderen Lösungsmitteln basieren. Das Leben, wie wir es kennen, nutzt hierzu aber Wasser.
Der Grund, warum es auch noch so weit draußen im Sonnensystem flüssiges Wasser gibt, liegt in der immense Gravitationskraft, die Jupiter und Saturn auf ihre Monde ausüben.
Die Monde Saturns, Titan und Enceladus, werden durch die Schwerkraft gedehnt und zusammengedrückt, während sie ihren Heimatplaneten umkreisen. Diese Bewegung führt zu Wärme und so zu gewaltigen unter einer Oberfläche aus festem Eis verborgenen Ozeanen, aus denen Wasserfontänen fast 10.000 Kilometer weit in den Weltraum schießen.
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Es wird vermutet, dass Europa ähnlich ist. Obwohl wir nach über vier Jahrhunderte der Beobachtung viel über Europa wissen, haben wir noch nicht eindeutig bestätigt, dass auch Europa einen unter dem Eis liegenden flüssigen Ozean wie Titan und Enceladus gibt – Allerdings deuten alle Hinweise darauf hin:
Europas Oberfläche ist glatt, obwohl sie von vielen Meteoriten getroffen wurde, was darauf hindeutet, dass die Oberfläche jung ist und kürzlich erneuert wurde. Eisvulkane, die Wasser auf die Oberfläche regnen lassen, würden dieses Merkmal sinnvoll erklären. Europa hat auch ein Magnetfeld, was darauf hindeutet, dass Europa, ähnlich wie die Erde, eine flüssige Schicht im Inneren hat (auf der Erde ist diese Schicht geschmolzenes Gestein).
Künstlerische Darstellung derbisherigen Vorstellung vom inneren Aufbau des Jupitermondes Europa (nicht maßstabsgetreu): Au seiner dicken äußeren Eisschicht, treten geysirartige Fontänen aus, die von einem darunterliegenden gewaltigen Ozean mit felsigem Grund mit möglicherweise hydrothermalen Quellen, gespeist werden (Illu.).
Copyright: NASA/JPL-Caltech
Was wird der Europa Clipper tun?
An der Oberfläche wird Europa von hohen Strahlungswerten aus dem Weltraum bombardiert, die von Jupiter verstärkt werden. Aber in der Tiefe könnte die dicke Eisschicht Leben im darunter liegenden flüssigen Ozean davor schützen.
Dies bedeutet aber auch, dass es für uns schwierig wäre, konkrete Beweise für Leben zu finden, ohne tief zu bohren. Aber wo sollte man suchen? Durch Vorbeiflüge an dem eisigen Mond wird der „Europa Clipper“ nach Bereichen suchen, in denen Leben unter der Eisschicht existieren könnte.
Um dies zu erreichen, verfügt die Sonde über neun wissenschaftliche Instrumente. Dazu gehört eine Weitwinkelkamera, die geologische Aktivitäten suchen soll, und ein Wärmebildsystem, das die Oberflächentextur misst und so wärmere Regionen auf der Oberfläche erkennt. Ebenso an Bord ist ein Spektrometer, um die chemische Zusammensetzung der Gase und der Oberfläche Europas sowie eventuelle Wasserfontänen zu analysieren. Die Mission verfügt zudem über Werkzeuge zur Kartierung der Mondoberfläche. Andere Instrumente werden die Tiefe und Salzgehalte des Ozeans des Mondes sowie die Dicke seiner Eisschicht messen und auch untersuchen, wie Europa sich im starken Gravitationsfeld des Jupiters bewegt.
Blick der NASA-Sonde „Juno“ auf den Jupitermond Europa im September 2022.
Copyright: Kevin M. Gill/NASA/JPL-Caltech/SwRI
Ein Massenspektrometer soll die Gase in der dünnen Europa-Atmosphäre und potenzielle Wasserfontänen analysieren. Durch die Untersuchung des aus den Fontänen ausgestoßenen Materials könnten wir mehr darüber erfahren, was in den unter dem Eis liegenden Ozeanen Europas verborgen ist. Ein Instrument zur Staubpartikel-Analyse wird auch Materie untersuchen, die durch winzige Meteoriten von Europas Oberfläche ausgestoßen oder aus den Fontänen freigesetzt wurde.
Leider werden wir auf Entdeckungen und Ergebnisse aber auch noch eine Weile warten müssen, denn Europa Clipper wird mehr als fünf Jahre brauchen, um den Jupiter zu erreichen. Zudem ist die die Mission ist nur darauf ausgelegt, nach dem Potenzial für Leben zu suchen, nicht nach Leben selbst. Sollten wir Hinweise auf Leben finden, werden zukünftige Missionen zurückkehren müssen, um Europa eingehend zu erkunden.
Wir müssen also geduldig sein. Aber die Mission ist schon jetzt eine aufregende Gelegenheit für die Menschheit, der Entdeckung von Leben jenseits unseres eigenen Heimatplaneten einen Schritt näher zu kommen.
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© James Lloyd / TheConversation.com
