Жизнепригодность подлёдной среды Европы и других спутников Юпитера

[Борислав]

Думаю даже имитация взрывов не нужна, на Европу как и на Луну, а возможно и чаще так как ближе пояс астероидов падают метеориты, подобная сеть на Луне уверенно фиксировала сотни лунотрясений, как и от падения метеоритов, так и глубинные от приливного взаимодействия с Землей. Приливные землятресения на Европе гораздо сильней, сигналов будет много интересных.
Но орбитальный радиолактор возможно будет и результативней, этот способ широко применялся в Антарктиде.
Читал еще где-то что толщину льда Антарктиды замеряют по гравитационым измерениям с самолетов. Они вроде самые точные, так как по ним было доказано что озеро Восток состоит из двух отдельных бассейнов.

[vika vorobyeva]

я так понимаю что толком и не доказано что там действительно океан 

Согласно гравиметрическим измерениям, сделанным Галилео, Европа в основном каменная, слой воды (в неопределенном агрегатном состоянии) составляет примерно 100 км (точнее, от 160 до 80 км). Измерения магнитного поля вблизи Европы показали, что Европа обладает собственным магнитным полем, причем это поле лучше согласуется с проводящим слоем недалеко от поверхности, нежели с раскаленным металлическим ядром. Ничем иным, кроме водного раствора каких-нибудь электролитов (а проще говоря, соленым океаном) этот слой быть не может.
Плюс изучение снимков Европы показало геологическую молодость ее поверхности. Там почти нет кратеров, зато есть много трещин и участков поверхности, крайне напоминающих ледяные торосы.
Побробно об этом можно вот здесь почитать:
http://www.allplanets.ru/Europa.htm
То есть хотя бы частичная расплавленность ледяного слоя Европы есть гарантированно, но какую форму принимает океан - собственно, океана, или системы подледных озер, или толстого слоя губчатого льда вперемешку с водой (шуги), или какого-то сочетания всех этих форм - пока неизвестно.
Еще известно, что рассеяние приливной энергии обеспечивает Европе тепловыделение на уровне примерно 10% от тепловыделения Ио. А Ио - это перегретый котел, на ней множество действующих вулканов и лавовых полей. Значит, какое-то количество (подводных) вулканов должно быть и на Европе, просто мы их не видим, они под 100-километровым слоем воды и льда. А раз так, то даже в отсутствии глобального океана на Европе есть подледные озера хотя бы вокруг подводных вулканов.

[Корецкий]

Но еще вопрос, на какой из двух интереснейших объектов внимание (и соответственно - финансирование ) будут обращены раньше: на Европу или на Энцелад, который внешне активней и расстояние до потенциальной жидкой воды там на порядок меньше

[peter]

Предлагаю сдвинуть Европу на ближнюю орбиту к Солнцу оторвав предварительно от Юпитера. Тогда на ней улучшатся жизненые условия, и это будет запасной аэродром для Землян. Если сейчас об этом начинать думать то глядишь черех 1000 лет можно будет и исполнить.

[bibliograf]

Два спутника, пролетевшие одновременно мимо двух лун Юпитера...

Эти два космических аппарата - "Пионер-10" и "Пионер-11" - так что новость эта тридцатилетней
давности! Уже самые первые измерения в радиационных поясах Юпитера позволили обнаружить
снижение количества заряженных частиц, связанное с бомбардировкой поверхности Европы,
концентрация протонов в образовавшемся "окне" в радиационном поясе затем  постепенно
восстанавливается за счет миграции из верхней атмосферы Юпитера, где происходят плазменные
процессы. Уже тогда интенсивность потока протонов с энергией >35 МэВ на поверхности Европы
была оценена в 10^7 протонов/см2 в секунду. Такой поток должен порождать вторичное рентгенo
вское и нейтронное излучение. В поверхностном слое льда на Европе должен идти радиолиз
воды с образованием перекиси водорода и персульфатов. Если допустить, по аналогии с Ио,
что сера весьма распространена на Европе - мы можем предположить, что в областях подводного
вулканизма на Европе идет активное разрушение сульфидных минералов и выщелачивание горных
пород перегретой водой под большим давлением - на глубине 100 км -1000 МПа. При этом образуются
коллоидные растворы - а в сильных магнитных полях в растворах электролитов возникнут магнито-
гидродинамические эффекты, которые приведут к появлению мощных подледных течений и пере-
мешиванию Океана Европы. На Земле существует обширная и древняя группа тионовых бактерий -
они способны окислять сульфидную серу, используя в качестве акцептора воду или перекись водорода(!)
Выделяющаяся энергия используется для ассимиляции CO2 - аналогично фотосинтезу. Некоторые
тионовые бактерии - например известный микроб Thiobacillus ferroxidans - способны жить даже в разведенной
серной кислоте при рН=1. Однако жизнь в бескислородной среде не ограничивается лишь микроскопическими
формами - в областях выхода горячих сероводородных гидротермальных источников на дне Тихого океана
обнаружены гигантские черви, живущие в симбиозе с тионовыми бактериями. Всюду жизнь!http://bio.1september.ru/article.php?ID=200102406
А желающим "проплавить" ледяную кору над океаном Европы надо иметь в виду, что при больших давлениях
обычный лед переходит в высокотемпературные модификации - с температурой плавления
до +70 С. К счастью,  эти формы льда имеют плотность, больше, чем плотность жидкой воды; это, очевидно
будет ограничивать толщину ледяного покрова на Европе.
Проникнуть в гидросферу Энцелада - задача, несомненно, более простая. Впрочем, для начала вполне достаточно
исследовать выходы гейзера - а затем можно будет думать об путешествии вглубь по выводному каналу гейзера.
http://www.lib.ru/INOFANT/VERN/tocenter.txt

[Борислав]

Вообще то там написано что два спутника которые одновременно пролетели, а значит это Галилео и Кассини в декабре 2000 года.

[bibliograf]

 Одновременно пролетели два спутника(зонда) - или же одновременно пролетели мимо двух спутников(Юпитера)?
Впрочем, это неважно - радиационная обстановка на поверхности Европы известна уже со времен "Пионеров"

[Борислав]

Наверно это про это http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/220/26.shtml#

Плохие новости для конструкторов юпитерианских межпланетных станций

   Данные с АМС Cassini (НК №2 и 3, 2001) показали, что радиация у Юпитера еще более интенсивна, чем ученые предполагали ранее по данным Galileo. Предварительные результаты этих исследований были представлены на встрече Европейского геофизического общества в Ницце (Франция).
   Во время пролета в 10 млн км от планеты Cassini «прослушивал эфир» с использованием антенны высокого усиления, созданной Итальянским космическим агентством. Антенна используется сейчас для связи с Землей, а у Сатурна будет применена также для радиозондирования Титана. С ее помощью «…оказалось возможным «услышать» детали эмиссии в радиационных поясах, которые невозможно было засечь с Земли или с любого из ранее запущенных КА. Результаты важны также для дальнейших экспериментов у Сатурна... – говорит д-р Скотт Болтон, физик из JPL. – Исследования оказались полезны не только для понимания физических процессов в радиационных поясах, но и для разработчиков любого КА для экспериментов в непосредственной близости от Юпитера».
   Высокоэнергичные электроны, двигающиеся по расходящимся спиральным траекториям, искривленным магнитным полем Земли, создают фоновое синхротронное излучение, безвредное для аппаратуры КА (главная опасность – быстрые электроны), но дающее полезную информацию о ее источнике.
   Ученые использовали данные наземных телескопов, наблюдавших синхротронное излучение Юпитера на нескольких частотах, при моделировании радиационных поясов и в оценках потенциальной опасности радиации для КА. К сожалению, КВ-излучение, генерируемое частицами самых высоких энергий, «тонет» в ИК-излучении атмосферы Юпитера и его с Земли не увидишь.
   Когда Cassini находился в тени Юпитера, условия для разделения ИК- и ВЧ-синхротронного излучения стали лучше. Наблюдения вели сканированием требуемой области несколько раз, с целью поиска излучения определенной поляризации. В это время КА прикрывался антенной HGA, как щитом, от высокоэнергичных электронов Юпитера.
   После этого полученные данные были объединены с результатами исследования поясов, выполненного наземными телескопами (ученые «слушали» эмиссии на нескольких частотах с использованием радиоастрономической сети VLA Национального научного фонда, расположенной вблизи Сокорро (Нью-Мексико). Одновременно ученики 25 школ 13 штатов использовали в тех же целях большую параболическую антенну вблизи Барстоу (Калифорния).
   Суть полученных результатов в следующем. Измерения с Cassini показали, что количество электронов с очень высоким уровнем энергии оказалось меньше, чем ожидали. Это плохо. Известный к настоящему времени уровень НЧ-излучения без ожидаемого соответствующего уровня ВЧ-излучения означает, что это излучение надо искать для частиц с уровнями энергий, немного меньшими ожидаемых. Но увеличение числа таких электронов принесет бортовой аппаратуре больше неприятностей, чем такое же уменьшение количества частиц более высоких энергий. Отсюда вывод: среда у Юпитера еще более опасна, чем ожидали.
Правда, сейчас никто в мире не ведет серьезных разработок аппаратов для «очень близких контактов» с Юпитером. В ближайшей миссии NASA к Европе КА все еще будет находиться далеко от опасной границы радиационного пояса, лежащего внутри орбиты Ио. Так что практическая сторона полученных данных не будет востребована еще долго.
   Впрочем, опыт проникновения в опасную зону у ученых есть: Pioneer 10 и 11 подверглись облучению во время близких пролетов к поверхности планеты в 1970-х годах. Следующими стали атмосферный зонд Galileo и сам КА.

[Olweg]

Ну так:

Некоторые тионовые бактерии - например известный микроб Thiobacillus ferroxidans - способны жить даже в разведенной серной кислоте при рН=1.

Как видите, никаких проблем

Но еще вопрос, на какой из двух интереснейших объектов внимание (и соответственно - финансирование ) будут обращены раньше: на Европу или на Энцелад, который внешне активней и расстояние до потенциальной жидкой воды там на порядок меньше

Сейчас, скорее, выбор между Европой и Титаном. Скорее всего, вначале отправят орбитер к Европе - для замеров толщины льда. Потом уже бур с зондом (а может быть, просто лендер для пробы "грязного" льда около трещин - есть шанс найти замороженные бактерии). Что касается Энцелада, то там значительно хуже с органикой, поскольку он состоит практически из чистого льда.

[Борислав]

Жаль что для радиалакатора нужна приличная электрическая мощность, что очень сильно утяжеляет и удоражает станцию. Аналогу Магеланна нужна мощность которую радиоизотопные батареи уже не дадут.

[bibliograf]

 К сожалению, никакой радиолокатор не сможет просветить с орбиты несколько километров льда...
Для этого есть специальные приемы, используемые в разведочной геофизике; они предполагают
исследования возмущений низкочастотных электромагнитных полей - в данном случае источник
поля очевиден - подледные течения соленой воды в океане Европы в магнитном поле Юпитера.
Однако, для радиоволнового просвечивания необходимо разместить на поверхности Европы
несколько громоздких приемных антенн на расстоянии нескольких километров. Также для выяснения
внутреннего строения понадобятся сейсмические исследования - для этого нужна сеть сейсмографов -
и регистрация сейсмических толчков естественного происхождения - либо ударить по Европе пробным
зондом (как в прошлом году по комете) - либо подорвать атомный заряд в толще льда...
По-видимому, для первоначальной разведки на Европу будут сброшены несколько миниатюрных
аппаратов - телекамера, сейсмограф, миниатюрный масс-спектрометр. Прототип такого зонда - японский
зонд "Минерва", сброшенный с аппарата "Хаябуса" для исследования астероида (к сожалению, неудачно).
Этот зонд был размером со стакан... Основной проблемой при создании аналогичного микрозонда для
Европы станет миниатюризация посадочной ступени - ракетные двигатели, к сожалению, нельзя сделать
совсем маленькими без потери эффективности.
От синхротронного излучения - и от потока быстрых электронов зщитится можно - это же не гамма излучение!
Если спускаемый аппарат будет спроектирован для длительной работы, он просто может закопаться в лед.
По-видимому, электронная апаратура на "Пионерах", была вообще на радиолампах - они радиации не боятся,
разгерметизация в космосе им тоже не страшна!

[SpOdys]

Здесь не упомянули, но я пару лет назад читал в новостях, что подледный океан Европы, по некоторым данным, сильнокислый. Вроде как даже из-за серной кислоты. И поэтому жизнь в нем невозможна. Но это, разумеется, если эти данные подтвердятся.

Во всяком случае, там океан электролита.

[vika vorobyeva]

Средняя плотность Европы составляет чуть больше 3 г/куб.см., она состоит в основном из каменных пород. Однако снаружи она покрыта ледяной корой толщиной от 80 до 170 км (в среднем 100 км). Это - факты. Остальное - более или менее предположения и гипотезы.
Около Европы магнитосфера Юпитера искажается так, как если бы Европа была источником собственного магнитного поля. Источником этого магнитного поля может быть металлическое ядро и/или сравнительно тонкий проводящий слой недалеко от поверхности. Последний вариант более вероятен. В таком случае, измерения магнитного поля косвенно свидетельствуют о наличии под поверхностью Европы проводящего океана (соленого или сернокислого).
Изучение поверхности Европы говорит о том, что эта поверхность очень молода (возраст - десятки миллионов лет). Тщательное исследование рельефа указывает на то, что Европа покрыта корой твердого непластичного льда толщиной примерно 20 км. Но что находится ниже? Глобальный океан? Система озер, соединенных протоками? Просто рыхлый пластичный лед? Пока непонятно.
Система Юпитера богата серой. Вулканы Ио непрерывно извергают соединения серы, в основном оксид серы SO2. Спектр Европы говорит о наличии на ее поверхности (кроме водяного льда) сульфата магния или серной кислоты. С одной стороны, большое количество серной кислоты - довод в пользу стерильности океана Европы. С другой стороны, жизнь в океане Европы могла бы использовать серную кислоту как окислитель в процессах хемосинтеза (фотосинтез по понятным причинам исключается).
На поверхности Европы довольно много красных пятен, которые выглядят так, будто из трещин вверх били струи грязной воды, которые тут же замерзали. Вещество этих красных пятен так и не было идентифицировано. Возможно (это мой домысел), пресловутое красное вещество - споры микроорганизмов, населяющих глубины Европы. По крайней мере, на Земле известны красные бактерии, широко населявшие прибрежные воды около миллиарда нет назад. Сейчас для их широкого распространения в атмосфере Земли слишком много кислорода, но кое-где они обитают до сих пор.
Поэтому мне кажется, что бурить 20 км льда на первых порах не нужно. Нужно посадить на поверхность несколько спектрометров и построить общеевропейскую карту толщины льда. Плюс неплохо бы взять пробы льда (чистого и загрязненного красным веществом). И посмотреть, есть ли там какая-нибудь органика (белки, ДНК, РНК и т.п.) И если уж бурить, то по трещинам, вдоль которых поднимается свежий лед из глубин.

[Mars]

Средняя плотность Европы составляет чуть больше 3 г/куб.см., она состоит в основном из каменных пород. Однако снаружи она покрыта ледяной корой толщиной от 80 до 170 км (в среднем 100 км). Это - факты. Остальное - более или менее предположения и гипотезы.
Около Европы магнитосфера Юпитера искажается так, как если бы Европа была источником собственного магнитного поля. Источником этого магнитного поля может быть металлическое ядро и/или сравнительно тонкий проводящий слой недалеко от поверхности. Последний вариант более вероятен. В таком случае, измерения магнитного поля косвенно свидетельствуют о наличии под поверхностью Европы проводящего океана (соленого или сернокислого).
Изучение поверхности Европы говорит о том, что эта поверхность очень молода (возраст - десятки миллионов лет). Тщательное исследование рельефа указывает на то, что Европа покрыта корой твердого непластичного льда толщиной примерно 20 км. Но что находится ниже? Глобальный океан? Система озер, соединенных протоками? Просто рыхлый пластичный лед? Пока непонятно.
Система Юпитера богата серой. Вулканы Ио непрерывно извергают соединения серы, в основном оксид серы SO2. Спектр Европы говорит о наличии на ее поверхности (кроме водяного льда) сульфата магния или серной кислоты. С одной стороны, большое количество серной кислоты - довод в пользу стерильности океана Европы. С другой стороны, жизнь в океане Европы могла бы использовать серную кислоту как окислитель в процессах хемосинтеза (фотосинтез по понятным причинам исключается).
На поверхности Европы довольно много красных пятен, которые выглядят так, будто из трещин вверх били струи грязной воды, которые тут же замерзали. Вещество этих красных пятен так и не было идентифицировано. Возможно (это мой домысел), пресловутое красное вещество - споры микроорганизмов, населяющих глубины Европы. По крайней мере, на Земле известны красные бактерии, широко населявшие прибрежные воды около миллиарда нет назад. Сейчас для их широкого распространения в атмосфере Земли слишком много кислорода, но кое-где они обитают до сих пор.
Поэтому мне кажется, что бурить 20 км льда на первых порах не нужно. Нужно посадить на поверхность несколько спектрометров и построить общеевропейскую карту толщины льда. Плюс неплохо бы взять пробы льда (чистого и загрязненного красным веществом). И посмотреть, есть ли там какая-нибудь органика (белки, ДНК, РНК и т.п.) И если уж бурить, то по трещинам, вдоль которых поднимается свежий лед из глубин.

На больших клубинах в океане обнаружена жизнь, в изолированных пещерах тоже. Эти примитивные организмы получают энергию из сероводорада который выделяется из геотермальных источников. Вследствии того что Европа подвергается гравитационным возмущениям со стороны Юпитера и его крупных спутников лиш немного меньше чем Ио то на дне океана Европы ОБЯЗАТЕЛЬНО должны существовать геотермальные источники. Возле этих источников есть все условия для жизни : тепло, сероводород(конечно для человека сероводородная среда смертельна) , и конечно вода .
Кстати эндогидросферы то есть подповерхностные океаны глобальных маштабов похоже есть не только на Европе: скорее всего они есть на Ганимеде, Энцеладе, Дионе, Япете.
В принципе проверить есть ли жизнь под корой например Европы сейчас вполне по силам современной космонавтике:
На поверхность Европы садится зонд который проводит взрыв ядерного заряда в 20 Мт в тротилловом эквиваленте. Такой взрыв может растопить лёд 20 километровой толщины. В эту "дыру" збрасывается другой зонд-батискаф. На этом зонде установлен маленький ядерный реактор, освещение так как на дне океана по понятным причинам абсолютно темно. Этот зонд проводит иследования, фотографирует, и всплывает на поверхность чтобы ретранслировать собранную информацию на орбитальный модуль так как через лед радиоволны не проходят.
Конечно подобный проект обойдется в несколько десятков милиардов долларов.
Но только эсли подобный проект осуществится мы сможем узнать если жизнь под корою Европы.

А пока : ЕСЛИ ЖИЗНЬ НА ЕВРОПЕ , НЕТ ЛИ ЖИЗНИ НА ЕВРОПЕ, НАУКЕ ПОКА ЭТО НЕИЗВЕСТНО!

[vika vorobyeva]

Кстати эндогидросферы то есть подповерхностные океаны глобальных маштабов похоже есть не только на Европе: скорее всего они есть на Ганимеде, Энцеладе, Дионе, Япете.
В принципе проверить есть ли жизнь под корой например Европы сейчас вполне по силам современной космонавтике:
На поверхность Европы садится зонд который проводит взрыв ядерного заряда в 20 Мт в тротилловом эквиваленте. Такой взрыв может растопить лёд 20 километровой толщины. В эту "дыру" збрасывается другой зонд-батискаф.

Э... а может, не надо ядерным зарядом, а? Может, как-нибудь более аккуратно? А то этот способ напоминает лечение головной боли гильотиной. Да и птичек жалко...
Повторю: чтобы убедиться, что на Европе есть жизнь, не надо нырять в океан. Достаточно провести химический анализ грунта (льда) у свежих трещин. Поверхность Европы простерилизована радиационными поясами Юпитера, но на глубине в пару десятков метров можно поискать жизнеспособные споры или их останки.
А пробурить во льду 10-20 метров вполне по силам и современной технике.

[Mars]

Кстати эндогидросферы то есть подповерхностные океаны глобальных маштабов похоже есть не только на Европе: скорее всего они есть на Ганимеде, Энцеладе, Дионе, Япете.
В принципе проверить есть ли жизнь под корой например Европы сейчас вполне по силам современной космонавтике:
На поверхность Европы садится зонд который проводит взрыв ядерного заряда в 20 Мт в тротилловом эквиваленте. Такой взрыв может растопить лёд 20 километровой толщины. В эту "дыру" збрасывается другой зонд-батискаф.

Э... а может, не надо ядерным зарядом, а? Может, как-нибудь более аккуратно? А то этот способ напоминает лечение головной боли гильотиной. Да и птичек жалко...
Повторю: чтобы убедиться, что на Европе есть жизнь, не надо нырять в океан. Достаточно провести химический анализ грунта (льда) у свежих трещин. Поверхность Европы простерилизована радиационными поясами Юпитера, но на глубине в пару десятков метров можно поискать жизнеспособные споры или их останки.
А пробурить во льду 10-20 метров вполне по силам и современной технике.

Да я с вами согласен Для начальной биоразведки Европы достаточно сесть на свежую трещину и провести поиск микроорганизмов ну или высохших в вакууме космоса их останков.
Но для дальнейшего изучения океана Европы а тем более жизни в нём если на поверхности будет обнаруженна органика, следует погрузится в океан. Хотя можно и без ядерного взрыва: например посадить зонд с ядерным реактором который будет давать энергию приборам зонда а теплом растапливать лёд.

На европе жизнь ЕСТЬ! Я отдыхал там этим летом и все видел сам. Вот это, скажу я вам, жизнь! Загляденье! А ядерный заряд скидывать на европу ненадо.

[arystan]

10 метровый слой льда хорошо поглотит радиацию Юпитера и Солнца, и предотвратит испарение в вакуум космоса влаги

Это понятно, что лед защитит, но , помнится, была упомянута такая фраза "собрать останки организмов из трещин во льду" или что-то в этом роде. Какаие могут быт еще останки в трещинах? Они бы иничтожились. 

[Olweg]

Так вот останки и собрать

[T101]

Ну скорее не останки, а химические следы жизнедеятельности. Потому Вика и говорит, что спектрографы нужны. Чтобы идентифицировать непосредственно микроорганизмы или их остатки - надо это дело обратно на Землю везти. А это сами понимаете. А так, на месте, можно спектрографами посмотреть, хим. опыты как на Викингах провести и т.п. Но это скорее всего не даст однозначных результатов. Во-первых, как например, об экспериментах тех же викингов до сих пор некоторые спорят, а во-вторых, чтобы достоверно "увидеть" жизнь Европы, скорее всего придется спускаться на дно океана, туда где европо-термальные источники. А это во-первых глубина где-то от 10 до 200 км, во-вторых, они будут локальны, т.е. эти европотермальные источники еще надо найти. Мы на родной планете только в последние 10 лет смогли их картографировать... Так что ИМХО, в вопросе о жизни на Европе в 21 веке окончательная точка поставлена не будет.

Допишу. Кстати, если океан действительно очень глубокий (порядка 200 км), то может быть жизни на Европе капитально нет. Т.к. термальные источники на дне, только около них будет какая-то жизнь, но на такой глубине давление будет... Боюсь даже считать...

И есче. Вообще я лично очень скептически отношусь к тому, что где-то еще в Солнечной Системе есть жизнь, кроме как на Земле. Хватит и нас здесь. Чтобы сразу несколько очагов было - это уже чересчур. Хотя многим этого очень хочется, но давайте смотреть на вещи непредвзято...

[NapalmDeath]

Согласно экологии от внешнего воздействия погибает 95-98% организмов,таким образом на Европе существуют микроорганизмы,приспособленые к таким условиям жизни.Скорее всего у местных микроорганизмов биохимические процессы замедленны из-за холодных температур.