Sejak Galileo siasatan memberikan bukti yang kuat untuk keberadaan lautan global di bawah permukaan Europa pada tahun 1990-an, para saintis bertanya-tanya kapan kita mungkin dapat menghantar misi lain ke bulan yang berais ini dan mencari kemungkinan tanda-tanda kehidupan. Sebilangan besar konsep misi ini memerlukan pengorbit atau pendarat daripada yang akan mempelajari permukaan Europa, mencari lembaran sejuk untuk tanda-tanda biosignature yang muncul dari kawasan pedalaman.
Malangnya, permukaan Europa sentiasa dihujani oleh radiasi, yang dapat mengubah atau memusnahkan bahan yang diangkut ke permukaan. Menggunakan data dari Galileo dan Pelayaran 1 kapal angkasa, sekumpulan saintis baru-baru ini menghasilkan peta yang menunjukkan bagaimana radiasi berbeza di seluruh permukaan Europa. Dengan mengikuti peta ini, misi masa depan seperti NASA Europa Clipper akan dapat mencari tempat di mana biosignature kemungkinan besar masih ada.
Sebagaimana banyak misi yang diungkapkan dengan mengkaji permukaan Europa, bulan mengalami pertukaran berkala antara pedalaman dan permukaan. Sekiranya terdapat kehidupan di lautan dalamnya, maka bahan biologi secara teoritis dapat dibawa ke permukaan di mana ia dapat dikaji. Oleh kerana radiasi dari medan magnet Musytari akan memusnahkan bahan ini, mengetahui di mana ia paling kuat, sejauh mana kedalamannya, dan bagaimana ia boleh mempengaruhi bahagian dalam adalah semua persoalan penting.
Seperti yang dijelaskan oleh Tom Nordheim, saintis penyelidikan di Jet Propulsion Laboratory NASA dalam siaran akhbar NASA baru-baru ini:
"Sekiranya kita ingin memahami apa yang sedang terjadi di permukaan Europa dan bagaimana ia menghubungkan ke lautan di bawahnya, kita perlu memahami sinarannya. Semasa kita memeriksa bahan yang muncul dari permukaan bawah, apa yang kita lihat? Adakah ini memberitahu kita apa yang ada di lautan, atau apakah ini yang terjadi pada bahan-bahan setelah dipancarkan? "
Untuk mengatasi persoalan ini, Nordheim dan rakannya meneliti data dari GalileoFlybys Europa dan pengukuran elektron dari NASA Pelayaran 1 kapal angkasa. Setelah melihat elektron yang meletupkan permukaan bulan dengan teliti, Nordheim dan pasukannya mendapati bahawa dos radiasi berbeza mengikut lokasi. Sinaran paling keras tertumpu di zon di sekitar khatulistiwa, dan sinaran berkurang lebih dekat ke kutub.
Kajian yang menjelaskan penemuan mereka baru-baru ini muncul dalam jurnal ilmiah Alam semula jadi di bawah tajuk "Pemeliharaan potensi biosignature di permukaan bawah permukaan dangkal Europa". Kajian ini diketuai oleh Nordheim dan dikarang bersama oleh Kevin Hand (juga bersama JPL) dan Chris Paranicas dari Makmal Fizik Gunaan Johns Hopkins di Laurel, Maryland.
"Ini adalah ramalan pertama tahap radiasi pada setiap titik di permukaan Europa dan merupakan maklumat penting untuk misi Europa masa depan," kata Paranicas. Sekarang bahawa para saintis tahu di mana untuk mencari kawasan yang paling tidak diubah oleh radiasi, mereka akan dapat menentukan bidang kajian untuk Europa Clipper, misi yang dipimpin oleh JPL yang dijangka dilancarkan seawal 2022.
Untuk kajian mereka, Nordheim dan pasukannya melampaui peta dua dimensi konvensional untuk membina model 3D yang memeriksa sejauh mana permukaan menembusi radiasi. Untuk menguji seberapa dalam bahan organik harus dikuburkan untuk bertahan, Nordheim dan pasukannya menguji kesan radiasi pada asid amino (blok asas protein) untuk mengetahui bagaimana pendedahan Europa terhadap radiasi akan mempengaruhi biosignature yang berpotensi.
Hasilnya menunjukkan betapa saintis perlu menggali atau mengebor semasa misi pendaratan Europa yang akan datang untuk mencari biosignature yang mungkin dilestarikan. Di zon radiasi tertinggi di sekitar khatulistiwa, kedalaman biosignature yang dijumpai berkisar antara 10 hingga 20 cm (4 hingga 8 inci). Pada garis lintang tengah dan tinggi, lebih dekat dengan kutub, kedalamannya berkurang hingga kira-kira 1 cm (0,4 inci). Seperti yang ditunjukkan oleh Tangan:
"Sinaran yang mengebom permukaan Europa meninggalkan cap jari. Sekiranya kita tahu seperti apa sidik jari itu, kita dapat lebih memahami sifat organik dan biosignature yang mungkin dapat dikesan dengan misi masa depan, sama ada kapal angkasa yang terbang atau mendarat di Europa. "
Apabila Europa Clipper Misi mencapai sistem Jovian, kapal angkasa akan mengorbit Musytari dan melakukan sekitar 45 flybys dekat Europa. Kumpulan instrumen saintifik yang canggih ini akan merangkumi kamera, spektrometer, instrumen plasma dan radar yang akan menyelidiki komposisi permukaan bulan, lautannya, dan bahan yang dikeluarkan dari permukaan.
"Pasukan misi Europa Clipper sedang memeriksa kemungkinan jalan orbit, dan laluan yang dicadangkan melewati banyak wilayah di Europa yang mengalami tahap radiasi yang lebih rendah," kata Hand. "Itu berita baik untuk melihat bahan laut yang berpotensi segar yang belum banyak diubah suai dengan cap jari radiasi."
Dengan peta radiasi baru ini, pasukan misi akan dapat menyempitkan rangkaian lokasi penyelidikan yang mungkin. Ini, pada gilirannya, akan meningkatkan kemungkinan bahawa misi pengorbit akan dapat menyelesaikan misteri berusia puluhan tahun mengenai apakah ada atau tidaknya kehidupan dalam sistem Jovian.
