Di antara Europa Clipper dan Europa Lander yang diusulkan, NASA telah menjelaskan dengan jelas bahawa ia bermaksud mengirim misi ke bulan Musytari yang sejuk ini pada dekad yang akan datang. Sejak Pelayaran 1 dan 2 siasatan melakukan flybys bulan bersejarah mereka pada tahun 1973 dan 1974 - yang menunjukkan petunjuk pertama lautan air suam di bahagian dalam bulan - para saintis telah bersemangat untuk memuncak di bawah permukaan dan melihat apa yang ada di sana.
Menjelang akhir ini, NASA telah mengeluarkan bantuan kepada pasukan penyelidik dari Arizona State University untuk membangun dan menguji seismometer yang dirancang khas yang akan digunakan pendarat untuk mendengarkan kawasan dalaman Europa. Dikenal sebagai Seismometer untuk Meneroka Permukaan Europa (SESE), peranti ini akan membantu para saintis menentukan sama ada bahagian dalam Europa kondusif untuk kehidupan.
Menurut profil untuk Europa Lander, mikrofon ini akan dipasang ke probe robot. Setelah mencapai permukaan bulan, seismometer akan mula mengumpulkan maklumat mengenai persekitaran bawah permukaan bumi Europa. Ini termasuk data mengenai pasang surut dan pergerakan semula jadi di dalam cangkang, yang akan menentukan ketebalan permukaan berais.
Ini juga akan menentukan apakah permukaannya mempunyai kantong air - iaitu tasik bawah permukaan - dan melihat seberapa sering air naik ke permukaan. Untuk beberapa waktu, para saintis menduga bahawa "medan kekacauan" di Europa akan menjadi tempat yang ideal untuk mencari bukti kehidupan. Ciri-ciri ini, yang pada dasarnya adalah kekacauan dari jurang, retakan, dan dataran, dipercaya sebagai tempat di mana lautan bawah permukaan berinteraksi dengan kerak es.
Oleh itu, sebarang bukti molekul organik atau organisma biologi paling mudah dijumpai di sana. Di samping itu, ahli astronomi juga telah mengesan air yang keluar dari permukaan Europa. Ini juga dianggap sebagai salah satu pertaruhan terbaik untuk mencari bukti kehidupan di kawasan pendalaman. Tetapi sebelum mereka dapat diterokai secara langsung, menentukan di mana takungan air berada di bawah ais dan jika ia tersambung ke lautan dalaman adalah yang terpenting.
Dan di sinilah instrumen seperti SESE akan dimainkan. Hongyu Yu adalah jurutera sistem penerokaan dari School of Earth and Space Exploration ASU dan ketua pasukan SESE. Seperti yang dinyatakannya dalam artikel terbaru oleh ASU Now, “Kami ingin mendengar apa yang diberitahu oleh Europa kepada kami. Dan itu bermaksud meletakkan 'telinga' yang sensitif di permukaan Europa. "
Walaupun idea mengenai Europa Lander masih dalam tahap pengembangan konsep, NASA berusaha untuk mengembangkan semua komponen yang diperlukan untuk misi tersebut. Dengan demikian, mereka telah memberikan bantuan kepada tim ASU untuk mengembangkan dan menguji seismometer miniatur mereka, yang berukuran tidak lebih dari 10 cm (4 inci) di sisi dan dapat dipasang dengan mudah di atas kapal pendarat robot.
Lebih penting lagi, seismometer mereka berbeza dari reka bentuk konvensional kerana ia tidak bergantung pada sensor mass-and-spring. Reka bentuk seperti itu tidak sesuai untuk misi ke badan lain di Sistem Suria kita kerana ia harus diletakkan tegak, yang memerlukannya ditanam dengan hati-hati dan tidak terganggu. Terlebih lagi, sensor perlu diletakkan dalam vakum lengkap untuk memastikan pengukuran yang tepat.
Dengan menggunakan sistem elektrik mikro dengan elektrolit cair untuk sensor, Yu dan pasukannya telah membuat seismometer yang dapat beroperasi dalam keadaan yang lebih luas. "Reka bentuk kami menghindari semua masalah ini," katanya. “Reka bentuk ini memiliki kepekaan tinggi terhadap berbagai getaran, dan dapat beroperasi pada sudut manapun ke permukaan. Dan jika perlu, mereka dapat memukul tanah dengan keras semasa mendarat. "
Seperti yang dijelaskan oleh Lenore Dai - jurutera kimia dan pengarah Sekolah Kejuruteraan Materi, Pengangkutan dan Tenaga ASU, reka bentuk itu juga menjadikan SESE sangat sesuai untuk meneroka persekitaran yang melampau - seperti permukaan es Europa. "Kami sangat gembira dengan peluang untuk mengembangkan elektrolit dan polimer di luar had suhu tradisional mereka," katanya. "Projek ini juga menunjukkan kolaborasi antara disiplin ilmu."
SESE juga dapat melakukan pemukulan tanpa mengorbankan pembacaan sensornya, yang diuji ketika pasukan memukulnya dengan palu dan mendapati ia masih berfungsi setelah itu. Menurut ahli seismologi Edward Garnero, yang juga ahli pasukan SESE, ini akan sangat berguna. Pendarat biasanya mempunyai enam hingga lapan kaki, katanya, yang dapat dikawinkan dengan seismometer untuk mengubahnya menjadi instrumen saintifik.
Memiliki banyak sensor di lander ini akan memberi para saintis kemampuan untuk menggabungkan data, yang memungkinkan mereka mengatasi masalah getaran seismik berubah-ubah yang dicatat oleh masing-masing. Oleh itu, memastikan bahawa mereka lasak adalah suatu keharusan.
“Seismometer perlu berhubung dengan tanah padat untuk beroperasi dengan paling berkesan. Sekiranya setiap kaki membawa seismometer, kaki ini dapat didorong ke permukaan saat mendarat, melakukan kontak dengan tanah. Kami juga dapat menyusun isyarat frekuensi tinggi dari panjang gelombang yang lebih panjang. Sebagai contoh, meteorit kecil yang memukul permukaan tidak terlalu jauh akan menghasilkan gelombang frekuensi tinggi, dan gelombang penarik graviti dari Musytari dan bulan jiran Europa akan membuat gelombang panjang dan perlahan. "
Peranti seperti itu juga terbukti penting bagi misi "dunia lautan" lain di dalam Sistem Suria, yang merangkumi Ceres, Ganymede, Callisto, Enceladus, Titan dan lain-lain. Di badan-badan ini juga, diyakini bahawa kehidupan dapat hidup dengan baik di lautan air suam yang terletak di bawah permukaan. Oleh itu, seismometer padat dan lasak yang mampu bekerja di persekitaran suhu yang melampau sangat sesuai untuk mempelajari bahagian dalamnya.
Lebih-lebih lagi, misi seperti ini dapat mendedahkan di mana lapisan ais di badan ini paling nipis, dan di mana lautan dalaman paling mudah dilalui. Setelah selesai, NASA dan agensi angkasa lain akan mengetahui dengan tepat di mana hendak menghantar siasatan (atau mungkin kapal selam robotik). Walaupun kita mungkin harus menunggu beberapa dekad untuk itu!
