Kể từ khi Galileo Thăm dò cung cấp bằng chứng thuyết phục cho sự tồn tại của một đại dương toàn cầu bên dưới bề mặt Europa vào những năm 1990, các nhà khoa học đã tự hỏi khi nào chúng ta có thể gửi một nhiệm vụ khác đến mặt trăng băng giá này và tìm kiếm những dấu hiệu có thể có của sự sống. Hầu hết các khái niệm nhiệm vụ này đòi hỏi một quỹ đạo hoặc tàu đổ bộ sẽ nghiên cứu bề mặt Europa Europa, tìm kiếm bảng băng giá để tìm dấu hiệu của sinh trắc học xuất hiện từ bên trong.
Thật không may, bề mặt Europa Europa liên tục bị bắn phá bởi bức xạ, có thể làm thay đổi hoặc phá hủy vật liệu được vận chuyển lên bề mặt. Sử dụng dữ liệu từ Galileo và Hành trình 1 tàu vũ trụ, một nhóm các nhà khoa học gần đây đã tạo ra một bản đồ cho thấy mức độ phóng xạ khác nhau trên bề mặt Europa Europa. Bằng cách theo bản đồ này, các nhiệm vụ trong tương lai như NASA Viking Europa clip sẽ có thể tìm thấy những điểm mà sinh trắc học có khả năng nhất vẫn còn tồn tại.
Như nhiều nhiệm vụ đã tiết lộ bằng cách nghiên cứu bề mặt Europa Europa, mặt trăng trải qua sự trao đổi định kỳ giữa bên trong và bề mặt. Nếu có sự sống trong đại dương bên trong của nó, thì về mặt lý thuyết, vật liệu sinh học có thể được đưa lên bề mặt nơi nó có thể được nghiên cứu. Vì bức xạ từ từ trường Sao Mộc sẽ phá hủy vật liệu này, biết nó ở đâu mạnh nhất, sâu đến đâu và làm thế nào nó có thể ảnh hưởng đến bên trong là những câu hỏi quan trọng.
Như Tom Nordheim, một nhà khoa học nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm sức đẩy phản lực của NASA, đã giải thích trong một thông cáo báo chí gần đây của NASA:
Nếu chúng ta muốn hiểu những gì đang diễn ra ở bề mặt Europa và cách liên kết với đại dương bên dưới, chúng ta cần phải hiểu bức xạ. Khi chúng ta kiểm tra các tài liệu phát sinh từ lớp dưới bề mặt, chúng ta đang nhìn gì? Điều này cho chúng ta biết những gì trong đại dương, hay đây là những gì đã xảy ra với các vật liệu sau khi chúng được chiếu xạ?
Để giải quyết những câu hỏi này, Nordheim và các đồng nghiệp đã kiểm tra dữ liệu từ GalileoCác phép đo của Europa và các phép đo electron từ NASA Sinh Hành trình 1 tàu vũ trụ. Sau khi quan sát kỹ các electron nổ trên bề mặt mặt trăng, Nordheim và nhóm của ông phát hiện ra rằng liều phóng xạ thay đổi theo vị trí. Bức xạ khắc nghiệt nhất tập trung ở các khu vực xung quanh xích đạo và bức xạ giảm dần gần các cực.
Nghiên cứu mô tả những phát hiện của họ gần đây đã xuất hiện trên tạp chí khoa học Thiên nhiên dưới tiêu đề Bảo tồn các sinh học tiềm năng trong phần dưới bề mặt nông của Europa Europa. Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Nordheim và được đồng tác giả bởi Kevin Hand (cũng với JPL) và Chris Paranicas từ Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng Johns Hopkins ở Laurel, Maryland.
Paranicas cho biết, đây là dự đoán đầu tiên về mức độ phóng xạ tại mỗi điểm trên bề mặt Europa Europa và là thông tin quan trọng cho các nhiệm vụ Europa trong tương lai. Bây giờ các nhà khoa học biết nơi tìm các khu vực ít bị thay đổi nhất bởi bức xạ, họ sẽ có thể chỉ định các khu vực nghiên cứu cho Europa clip, một nhiệm vụ do JPL lãnh đạo dự kiến sẽ ra mắt vào đầu năm 2022.
Vì lợi ích của nghiên cứu của họ, Nordheim và nhóm của ông đã vượt ra ngoài bản đồ hai chiều thông thường để xây dựng các mô hình 3D kiểm tra xem bức xạ xuyên qua bề mặt bao xa. Để kiểm tra vật liệu hữu cơ phải được chôn sâu như thế nào để tồn tại, Nordheim và nhóm của ông đã thử nghiệm tác động của bức xạ đối với axit amin (khối xây dựng cơ bản cho protein) để tìm ra cách tiếp xúc với bức xạ Europa Europa ảnh hưởng đến sinh học tiềm năng.
Kết quả cho thấy các nhà khoa học sẽ cần đào sâu hoặc khoan sâu như thế nào trong một nhiệm vụ đổ bộ Europa tiềm năng trong tương lai để tìm ra bất kỳ sinh trắc học nào có thể được bảo tồn. Trong các vùng bức xạ cao nhất xung quanh đường xích đạo, độ sâu mà tại đó sinh trắc học có thể được tìm thấy dao động từ 10 đến 20 cm (4 đến 8 inch). Ở vĩ độ trung bình và cao, gần cực hơn, độ sâu giảm xuống khoảng 1 cm (0,4 inch). Như Hand chỉ ra:
Các bức xạ bắn phá bề mặt Europa Europa để lại dấu vân tay. Nếu chúng ta biết dấu vân tay đó trông như thế nào, chúng ta có thể hiểu rõ hơn về bản chất của bất kỳ chất hữu cơ và sinh trắc học nào có thể được phát hiện trong các nhiệm vụ trong tương lai, có thể là tàu vũ trụ bay ngang qua hoặc hạ cánh trên Europa.
Khi mà Europa clip Nhiệm vụ đến hệ thống Jovian, tàu vũ trụ sẽ quay quanh Sao Mộc và thực hiện khoảng 45 quả cầu bay gần của Europa. Bộ dụng cụ khoa học tiên tiến của nó sẽ bao gồm máy ảnh, máy quang phổ, dụng cụ plasma và radar sẽ điều tra thành phần của bề mặt mặt trăng, đại dương và vật liệu đã bị đẩy ra khỏi bề mặt.
Đội ngũ nhiệm vụ của nhóm Europa Europa đang kiểm tra các đường quỹ đạo có thể và các tuyến đường được đề xuất đi qua nhiều vùng của Europa có mức độ phóng xạ thấp hơn, theo Hand Hand. Voi đó là một tin tốt để xem xét các vật liệu đại dương tươi có tiềm năng chưa bị biến đổi nhiều bởi dấu vân tay của bức xạ.
Với bản đồ bức xạ mới này, nhóm nhiệm vụ sẽ có thể thu hẹp phạm vi các địa điểm nghiên cứu có thể. Điều này, đến lượt nó, sẽ làm tăng khả năng sứ mệnh quỹ đạo sẽ có thể giải quyết bí ẩn hàng thập kỷ về việc có hay không có sự sống trong hệ thống Jovian.
