ESA wraz z NASA ruszą na Europę?

Analiza możliwości przeprowadzenia trzech misji bezzałogowych została wykonana przez Biuro Przyszłych Misji, wchodzące w skład Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Dokumentacja została opublikowana w październiku tego roku. Wszystkie trzy misje przeszły przez wstępną analizę wykonalności sporządzoną w tzw. Concurrent Design Facility (CDF).  ESA wybiera swoje kolejne misje bezzałogowe spośród tych, które mogą przynieść znaczne korzyści naukowe i jednocześnie są technicznie wykonalne w zakładanym budżecie. Nie jest to łatwe zadanie – często odrzucane są misje o zbyt dużym ryzyku technologicznym, choć potencjalne zdobycze naukowe są ważne.

W 2022 roku ku Jowiszowi zostanie wystrzelona europejska sonda Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE). Jej dotarcie do tego gazowego giganta i jego lodowych księżyców zajmie osiem lat. W międzyczasie, pomiędzy 2022 a 2025 rokiem, powinno dojść do startu amerykańskiej misji Europa Multiple-Flyby Mission (EMFM, inna nazwa to Europa Clipper). Głównym celem tej bezzałogowej wyprawy będzie lodowy księżyc Europa.  Aktualne plany zakładają, że sonda EMFM zostanie wyniesiona w przestrzeń kosmiczną za pomocą potężnej rakiety SLS albo mniejszej Atlas 5 w wersji 551. W przypadku wykorzystania rakiety SLS sonda EMFM zostanie skierowana na bezpośrednią trajektorię ku Jowiszowi. Jeśli NASA wybierze rakietę Atlas 5, wówczas lot ku Jowiszowi będzie dłuższy i wymagać będzie asyst grawitacyjnych obok Ziemi i Wenus.

Misja z "pasażerem"

Jest możliwe, że w locie ku Jowiszowi EMFM zabierze ze sobą “pasażera”, którego zbudowałaby ESA. Dwie z trzech powstałych koncepcji dotyczą właśnie tego “pasażera”. Jeden z nich nosi nazwę Clipper Europa ESA Orbiter (CLEO), a drugi Clipper Europa ESA Penetrator (CLEP). CLEO byłby małym orbiterem Jowisza o masie około 250 kg, który wykonałby przeloty obok księżyców Io i Europa. Celami naukowymi CLEO by były obserwacje aktywności wulkanicznej, poszukiwanie płyt tektonicznych i pomiary atmosfery Io oraz poszukiwanie gejzerów oraz cząsteczek pyłu na Europie. Misja CLEO mogłaby się zakończyć uderzeniem w Io.

Z kolei CLEP byłby małym penetratorem, który uderzyłby w powierzchnię Europy z prędkością około 300 – 350 m/s i wbił się na głębokość kilku metrów w lód Europy. Celem naukowym tej misji byłoby określenie składu chemicznego oraz warunków, jakie panują w górnej warstwie lodu tego księżyca. CLEP mógłby potwierdzić obecność oceanu ciekłej wody pod lodem Europy oraz mógłby określić grubość pokrywy lodowej. Co ciekawe, misja penetratora trwała by bardzo krótko – 2427 sekund. W tym czasie CLEP wykonałby pobór i stopienie próbki lodu, pięć zdjęć próbki oraz podgrzanie próbki do 100 stopni Celsjusza z jednoczesnymi pomiarami przy pomocy spektrometru masowego. CLEP byłby podłączony do silnika rakietowego, którego zadaniem byłoby wyhamowanie po odłączeniu od EMFM.

Trzecia analizowana misja byłaby zrealizowana wspólnie z japońską agencją kosmiczną JAXA. Misja otrzymała nazwę Next Generation Cryogenically cooled InfraRed Telescope (NGCryoT). Byłby to kriogenicznie chłodzony teleskop nowej generacji, operujący w podczerwieni. Ten kosmiczny teleskop miałby mieć masę ponad 1600 kg, dwumetrową średnicę optyki i działać na szerokim zakresie fal od 20 do 210 mikrometrów. Niektóre elementy NGCryoT zostałyby schłodzone do temperatury 6 K. Teleskop NGCryoT zostałby umieszczony w punkcie L2 układu Ziemia-Słońce. Planowany czas misji podstawowej NGCryoT to dwa lata.  Wyniki studiów zostały opublikowane na stronie Agencji. ESA zachęca, by środowiska naukowe wykorzystały te dokumenty przy przygotowywaniu swoich propozycji na średniej wielkości misję bezzałogową.