Giữa Europa Clip và Europa Lander được đề xuất, NASA đã nói rõ rằng họ dự định sẽ gửi một nhiệm vụ đến mặt trăng băng giá này của Sao Mộc trong thập kỷ tới. Kể từ khi Hành trình 1 và 2 Các tàu thăm dò đã thực hiện các chuyến bay lịch sử của mặt trăng vào năm 1973 và 1974 - nơi đưa ra những dấu hiệu đầu tiên về một đại dương nước ấm trong nội địa mặt trăng - các nhà khoa học đã háo hức lên đỉnh dưới bề mặt và xem những gì ở đó.
Để đạt được mục đích này, NASA đã cấp một khoản tài trợ cho một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học bang Arizona để chế tạo và thử nghiệm máy đo địa chấn được thiết kế đặc biệt mà tàu đổ bộ sẽ sử dụng để nghe nội thất Europa Europa. Được biết đến với tên gọi Seismometer để khám phá Suburface của Europa (SESE), thiết bị này sẽ giúp các nhà khoa học xác định xem bên trong của Europa có thuận lợi cho sự sống hay không.
Theo hồ sơ của Europa Lander, micro này sẽ được gắn vào đầu dò robot. Một khi nó chạm tới bề mặt của mặt trăng, máy đo địa chấn sẽ bắt đầu thu thập thông tin về môi trường dưới mặt đất Europa Europa. Điều này sẽ bao gồm dữ liệu về thủy triều và chuyển động tự nhiên của nó trong lớp vỏ, xác định độ dày bề mặt băng giá.
Nó cũng sẽ xác định xem bề mặt có các túi nước hay không - tức là các hồ ngầm - và xem tần suất nước dâng lên bề mặt. Trong một thời gian, các nhà khoa học đã nghi ngờ rằng địa hình hỗn loạn Europa Europa sẽ là nơi lý tưởng để tìm kiếm bằng chứng của sự sống. Những đặc điểm này, về cơ bản là một mớ hỗn độn của các rặng núi, vết nứt và đồng bằng, được cho là những điểm mà đại dương dưới đáy biển đang tương tác với lớp vỏ băng giá.
Như vậy, bất kỳ bằng chứng nào về các phân tử hữu cơ hoặc sinh vật sẽ dễ dàng tìm thấy ở đó. Ngoài ra, các nhà thiên văn học cũng đã phát hiện ra các luồng nước đến từ bề mặt Europa Europa. Đây cũng được coi là một trong những cược tốt nhất để tìm bằng chứng về cuộc sống trong nội địa. Nhưng trước khi chúng có thể được khám phá trực tiếp, việc xác định nơi các hồ chứa nước nằm bên dưới lớp băng và nếu chúng được kết nối với đại dương bên trong là điều tối quan trọng.
Và đây là lúc các nhạc cụ như SESE sẽ ra đời. Hongyu Yu là một kỹ sư hệ thống thám hiểm của Trường thám hiểm Trái đất và Không gian ASU, đồng thời là thủ lĩnh của nhóm SESE. Như ông đã nói trong một bài báo gần đây của ASU Now, chúng tôi muốn nghe những gì Europa nói với chúng tôi. Và điều đó có nghĩa là đặt một chiếc tai nhạy cảm trên bề mặt Europa.
Trong khi ý tưởng về Europa Lander vẫn đang trong giai đoạn phát triển ý tưởng, NASA đang nỗ lực để phát triển tất cả các thành phần cần thiết cho sứ mệnh như vậy. Do đó, họ đã cấp cho nhóm ASU một khoản tài trợ để phát triển và thử nghiệm máy đo địa chấn thu nhỏ của họ, có kích thước không quá 10 cm (4 inch) ở một bên và có thể dễ dàng được trang bị trên tàu đổ bộ robot.
Quan trọng hơn, máy đo địa chấn của họ khác với các thiết kế thông thường ở chỗ nó không dựa vào cảm biến khối lượng và lò xo. Thiết kế như vậy sẽ không phù hợp cho nhiệm vụ cho một cơ quan khác trong Hệ Mặt trời của chúng ta vì nó cần được đặt thẳng đứng, đòi hỏi nó phải được trồng cẩn thận và không bị xáo trộn. Hơn thế nữa, cảm biến cần được đặt trong một khoảng chân không hoàn chỉnh để đảm bảo các phép đo chính xác.
Bằng cách sử dụng một hệ thống điện vi mô với chất điện phân lỏng cho cảm biến, Yu và nhóm của ông đã tạo ra một máy đo địa chấn có thể hoạt động trong nhiều điều kiện khác nhau. Thiết kế của chúng tôi tránh được tất cả những vấn đề này, ông nói. Thiết kế này có độ nhạy cao đối với nhiều loại rung động và nó có thể hoạt động ở mọi góc độ với bề mặt. Và nếu cần thiết, chúng có thể chạm đất mạnh khi hạ cánh.
Như Lenore Dai - một kỹ sư hóa học và là giám đốc của Trường Kỹ thuật Vật chất, Giao thông và Năng lượng ASU - giải thích, thiết kế cũng làm cho SESE rất phù hợp để khám phá các môi trường khắc nghiệt - như bề mặt băng giá Europa Europa. Chúng tôi rất vui mừng khi có cơ hội phát triển chất điện giải và polyme vượt quá giới hạn nhiệt độ truyền thống của họ, cô nói. Dự án này cũng thể hiện sự hợp tác giữa các ngành.
SESE cũng có thể đánh đập mà không ảnh hưởng đến kết quả đọc cảm biến của nó, điều này đã được thử nghiệm khi nhóm đánh nó bằng búa tạ và thấy rằng nó vẫn hoạt động sau đó. Theo nhà địa chấn học Edward Garnero, người cũng là thành viên của đội SESE, điều này sẽ có ích. Landers thường có sáu đến tám chân, ông tuyên bố, có thể kết hợp với máy đo địa chấn để biến chúng thành dụng cụ khoa học.
Có nhiều cảm biến trên tàu đổ bộ sẽ cung cấp cho các nhà khoa học khả năng kết hợp dữ liệu, cho phép họ khắc phục vấn đề rung động địa chấn thay đổi được ghi lại bởi mỗi người. Như vậy, đảm bảo rằng chúng chắc chắn là phải.
Máy đo địa chấn cần kết nối với mặt đất vững chắc để hoạt động hiệu quả nhất. Nếu mỗi chân mang một máy đo địa chấn, chúng có thể được đẩy lên bề mặt khi hạ cánh, tiếp xúc tốt với mặt đất. Chúng ta cũng có thể sắp xếp các tín hiệu tần số cao từ các bước sóng dài hơn. Ví dụ, các thiên thạch nhỏ chạm vào bề mặt không quá xa sẽ tạo ra sóng tần số cao và thủy triều của các lực hấp dẫn từ các mặt trăng lân cận Sao Mộc và Europa Europa sẽ tạo ra các sóng dài và chậm.
Một thiết bị như vậy cũng có thể chứng minh sự quan trọng đối với các nhiệm vụ khác của thế giới đại dương khác trong hệ mặt trời, bao gồm Ceres, Ganymede, Callisto, Enceladus, Titan và những người khác. Trên các cơ thể này, người ta tin rằng sự sống rất có thể tồn tại trong các đại dương nước ấm nằm dưới bề mặt. Như vậy, một máy đo địa chấn nhỏ gọn, chắc chắn, có khả năng làm việc trong môi trường nhiệt độ khắc nghiệt sẽ rất lý tưởng để nghiên cứu nội thất của chúng.
Hơn thế nữa, các nhiệm vụ thuộc loại này sẽ có thể tiết lộ nơi các tảng băng trên các cơ thể này mỏng nhất, và do đó, nơi các đại dương bên trong dễ tiếp cận nhất. Sau khi thực hiện xong, NASA và các cơ quan không gian khác sẽ biết chính xác nơi gửi tàu thăm dò (hoặc có thể là tàu ngầm robot). Mặc dù chúng ta có thể phải chờ vài thập kỷ về điều đó!
