Forestill deg en øde isørken. Under føttene dine ligger kilometertykk is, og noen steder slår isen dype sprekker der flere hundre kilometer høye geysirer spruter ut i verdensrommet.
Her er det ingen atmosfære der livet kan puste fritt, og ikke noe sted på overflaten er det spor av planter, trær, innsjøer, hav eller noe annet vi forbinder med liv her på jorden.
Slik er de brutale betingelsene på månen Europa, som går i bane rundt solsystemets største planet, Jupiter. Men spør man om noen ved sine fulle fem likevel vil lete etter liv i dette trøstesløse islandskapet, er astronomenes svar et rungende ja.
«Europa er veldig interessant å studere fordi den har dobbelt så mye vann i havene under isen som det er her på jorden», forklarer professor John Leif Jørgensen til Illustrert Vitenskap.
Han jobber ved danske DTU Space, som har levert de såkalte stjernekameraene til sonden Juno, som akkurat nå går i bane rundt Jupiter.
«Europa er veldig interessant å studere fordi den har dobbelt så mye vann i havene under isen som det er her på jorden.» Professor John Leif Jørgensen, DTU Space
I slutten av september dykker Juno helt tett på Europa, og i en høyde av bare 355 kilometer over månens overflate vil sonden utføre målinger som skal gi astronomene enda mer kunnskap om månens indre og betingelsene for levende organismer – blant annet med å undersøke de gigantiske geysirene som bokstavelig talt kan sprute av liv.
Ventilfeil endret Junos bane
Juno er på størrelse med en liten personbil og oppkalt etter gudinnen som var gift med romernes øverste Gud, Jupiter. Sonden ble sendt opp 5. august 2011, og etter nesten fem års reise nådde den målet sitt.
Men da Juno skulle gå i bane rundt Jupiter og bremse ned fra en hastighet på om lag 250 000 km/t, gjorde en ventilfeil i rakettmotoren at sonden nesten eksploderte. Heldigvis sjekket Nasas ingeniører ventilene før rakettmotoren ble skrudd på.
Juno er på størrelse med en personbil og forsynt med ni meter lange solcellepaneler som leverer strøm til instrumentene.
Ventilfeilen gjorde at Nasa måtte droppe den opprinnelige planen om å avfyre rakettmotoren for å bringe Juno inn i en tettere bane rundt Jupiter.
Sonden skulle ha tatt to runder rundt Jupiter på 53 dager hver for deretter å flytte nærmere i 14 dager lange runder i resten av oppdragets varighet. De kortere kretsløpene ville bety mindre ventetid mellom Junos vitenskapelige målinger.
Men på grunn av ventilproblemene bestemte Nasa seg for sikkerhets skyld for å beholde de 53 dager lange rundene rundt kjempeplanetens poler. Og den taktikken har nå plassert Juno på kurs mot et av de stedene solsystemet det er størst sannsynlighet for å finne liv.
Jupiter smelter ismåne
Formålet med Juno-prosjektet var først og fremst å undersøke Jupiter. Med kameraet JunoCam har sonden blant annet tatt de første bildene av gasskjempens nordpol, og instrumentene om bord har målt gasskjempens kraftige magnetfelt.
Jupiter roterer så raskt om seg selv at et døgn bare varer i 9,5 timer. Hastigheten betyr at Jupiter blir trykket flat slik at den buler litt ut ved ekvator. Og det er her vi finner forklaringen på hvordan en trøstesløs ismåne som Europa kan ha flytende vann.
Siden Europa er relativt tett på Jupiter, om lag 671 000 kilometer – eller det dobbelte av avstanden fra jorden til månen – blir Europa presset av Jupiters tyngdepåvirkning som et stykke voks mellom to fingre.
Sprutende klode har kontinenter av is
Europa er delt opp i lag. Mellom kjernen innerst og isen ytterst flyter et 150 kilometer dypt hav skapt av tyngdepåvirkningen fra Jupiter.
1. Is er 30 kilometer tykk
Atmosfæren på Europa er tynn og består hovedsakelig av oksygen. Temperaturen på overflaten er om lag -160 °C noe som skaper en mellom tre og 30 kilometer tykk is som kan beskytte eventuelt liv mot stråling fra verdensrommet.
2. Giganthav skvulper under isen
Geysirer skyter opp fra revner i isen. Forskerne mener at kilden er et gigantisk hav som kan være hele 150 kilometer dypt. Ifølge beregninger inneholder havet om lag dobbelt så mye vann som alle jordens hav til sammen.
3. Varm kjerne holder vannet flytende
Med en diameter på 3122 kilometer er Europa litt mindre enn vår måne. Europa har antagelig en varm, indre kjerne av jern og en ytre kjerne av smeltet stein som sammen med tyngdepåvirkningen fra Jupiter holder vannet flytende.
Prosessen overfører så mye energi at isen i månens indre smelter og blir til et enormt, flytende hav. Hydrotermiske skorsteiner på havbunnen kan i tillegg bidra med varme og salter som bedrer betingelsene for liv.
Danser ballett med måner
Jupiters bule rundt ekvator spiller også en spesiell rolle når sonden Juno i slutten av september dykker tett på Europa.
For å plassere sonden vekselvis på avstand av og tett på planeten er Junos bane rundt Jupiter svært elliptisk.
Denne metoden er valgt fordi Jupiter er omgitt av strålingsbelter som er om lag 10 000 ganger sterkere enn på jorden og etter hvert vil ødelegge sondens elektronikk og datamaskiner om bord.
Den elliptiske banen betyr at Juno vekselvis kan «dyppe tærne» i Jupiters stråling og foreta målinger helt tett på planeten og i den motsatte enden av banen la elektronikken hvile på god avstand.
Jupiters bule endrer imidlertid gradvis den måten sonden går i bane rundt planeten på, og i midten av 2021 fikk Juno mulighet for å fly forbi solsystemets største måne, Ganymedes.
Selv om hovedmotoren var ute av drift, lyktes det ved hjelp av sondens tolv mindre rakettdyser og tyngdepåvirkningen fra Ganymedes å avkorte Junos bane fra 53 til 43 dager og samtidig endre kursen slik at det ble mulig å komme innom Europa i bare 355 kilometers høyde.
Herfra vil Juno kunne foreta veldig nøyaktige målinger av ismånen.
Juno flytter seg nærmere Jupiter
1. Juno begynner med Jupiter
Med en 53 dager lang og svært elliptisk bane begynner Juno utforskningen av Jupiter. Banen er lagt slik at sonden oppholder seg kort tid i Jupiters skadelige strålingsbelter, som kan ødelegge elektronikken om bord.
2. Kjempemåne endrer baner
Under en tett forbiflyvning av solsystemets største måne, Ganymedes, forkorter tyngdepåvirkningen Junos bane til 43 dager. Sondens kurs blir samtidig endret slik at Juno blir brakt på ismånen Europa i september 2022.
3. Europa slynger Juno videre
Når Juno flyr over Europa i en høyde av bare 355 kilometer, endrer tyngdepåvirkningen atter en gang banen slik at kretsløpet forkortes til 38 dager. Kursen gjør det mulig å fly tett forbi den vulkansk aktive månen Io i 2023 og 2024.
Europas tyngdepåvirkning vil deretter bli brukt til å forkorte sondens omløpstid ytterligere til 34 dager, noe som i 2023 bringer Juno helt tett på den vulkansk aktive månen Io.
«Flyhøyden over Europa er bestemt ut fra at den kan bringe oss videre til Io. Det er på en måte en ballett vi danser med månene som er med på å spare drivstoff», sier John Leif Jørgensen.
Geysirer inneholder byggesteiner
Når Juno 29. september passerer tettest forbi Europa i en høyde som er mindre enn romstasjonen ISSs bane rundt jorden, vil den forhåpentligvis ta bilder av ett av månens mest oppsiktsvekkende trekk.
«Vi vet ikke hvor ofte det oppstår revner i isen, men vi vet at de sender opp geysirer som er et par hundre kilometer høye. Det er jo litt av en vannstråle. Man var heldig med å kunne se geysirene på Enceladus (ismåne ved Saturn, red.) med sonden Cassini, og vi håper på å kunne oppleve det samme med Juno ved Europa», sier Jørgensen.
I januar 2022 knipset Juno et oppsiktsvekkende bilde av Jupiters enorme legeme delvis opplyst av solen mens to mindre kloder, månene Europa og Io, anes i mørket.
Cassini-oppdraget brakte et romfartøy tett forbi Enceladus' geysirer i 2008–2009, og her målte sonden nærværet av organiske molekyler som kanskje er aminosyrer – livets byggesteiner.
Kanskje er de samme molekylene til stede i Europas geysirer selv om det endelige beviset for liv på den særpregede månen trolig tidligst blir bekreftet av framtidige romferder som JUICE eller Europa Clipper som i slutten av tiåret skal gå enda nærmere ismånen.
John Leif Jørgensen vil imidlertid bli overrasket hvis ikke Europa har levende organismer.
«Ja. Det ville forbause meg. Europa har alle betingelsene for liv, og det er større sannsynlighet for å finne liv på Europa enn på Mars», sier han.
Hvis Jørgensen har rett, og framtidige oppdrag faktisk påviser liv på ismånen – om det så er mikroskopisk – vil det være den største vitenskapelige oppdagelsen i menneskehetens historie.
For i så fall er vi ikke alene i universet.
«Europa har alle betingelsene for liv, og det er større sannsynlighet for å finne liv på Europa enn på Mars.» Professor John Leif Jørgensen, DTU Space