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Jupitersystem: Eine Sonde für den Mond Europa

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Derzeit ist zwar noch keine Landemission für den Jupitermond Europa konkret geplant, dennoch untersucht die US-Raumfahrtbehörde NASA Strategien für die wissenschaftliche Erkundung dieses aus astrobiologischer Sicht hochinteressanten Trabanten. Ein Forscherteam um Robert T. Pappalardo vom Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kalifornien, stellte kürzlich Ergebnisse einer Studie vor, die auf dem Konzept einer Landesonde für den Jupitermond beruht. Europa, der kleinste der vier Galileischen Monde, ist von einer rund 100 Kilometer dicken Schicht aus Wasser überzogen, die an der Oberfläche festgefroren ist. Es gibt jedoch verschiedene Hinweise darauf, dass sich einige Kilometer unterhalb der Eisschicht ein Ozean aus flüssigem Wasser befinden könnte, der möglicherweise geeignete Bedingungen für Leben aufweist. Die Landesonde soll allerdings unmittelbar auf der Eisoberfläche nach möglichen Spuren von Leben Ausschau halten.

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Auf der Oberfläche des Jupitermonds Europa | Einer möglichen Landesonde für den Jupitermond Europa könnte sich eine Szenerie wie in dieser künstlerischen Darstellung bieten. Eine zerklüftete Eisoberfläche bildet den Vordergrund, am Horizont ragt der mächtige Jupiter auf. Derzeit ist aber noch keine konkrete Landemission geplant.

Die Forscher um Pappalardo sehen es daher als besonders wichtig an, dass die Landesonde mit einem Bohrsystem ausgerüstet wird, um Proben der Eisoberfläche in Tiefenbereichen von etwa 0,5 bis 2 Zentimetern sowie 5 bis 10 Zentimetern zu entnehmen und einem Analysesystem zuzuführen. Die beiden unterschiedlich tiefen Entnahmebereiche sind mit der enormen Strahlungsbelastung der Oberfläche des Jupitermonds begründet: Europa umrundet den Riesenplaneten tief im Innern von dessen mächtigem Strahlungsgürtel. Die Partikelstrahlung des Jupitermagnetfelds ist dort so stark, dass sie komplexe organische Moleküle direkt an der Oberfläche in kurzer Zeit in kleinere Bruchstücke aufspaltet. Daher sollen auch Proben untersucht werden, die etwas vom Eis abgeschirmt sind.

Die Stoffe, welche die fast weiße Oberfläche des Jupitermonds an manchen Stellen dunkel einfärben, sind von besonderem Interesse, könnten sie doch organische Moleküle oder sogar Überreste von Leben im Innern des Monds sein. Daher sollte eine Landesonde in einer Region auf Europa niedergehen, die nicht ganz so stark dem Strahlungsgürtel ausgesetzt ist und in der sich Anzeichen für junge geologische Aktivität finden. Auf Europa gibt es dunklere Gebiete, die als "Chaos" bezeichnet werden. In ihnen ist die Eiskruste in kleine Teile zerrüttet und es gibt Anzeichen für einen Brei aus flüssigem Wasser und Eisbrocken, der erst vor geologisch kürzerer Zeit erstarrt ist. In einer solchen Chaos-Region bestehen somit Chancen, auf Stoffe aus dem Innern des Monds und damit des vermuteten Ozeans zu stoßen. Sie würden dann mit einem hochempfindlichen Massenspektrometer analysiert werden.

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Konzept einer Landesonde für den Jupitermond Europa | So könnte eine mögliche Landesonde für den Jupitermond Europa aussehen, sie wird mit einem Radioisotopengenerator mit elektrischem Strom versorgt. Auf den ausfahrbaren Masten befinden sich Kamerasysteme und im Vordergrund ist ein Bohrgerät für die Entnahme von Bodenproben zu sehen.

Um den Ozean endgültig nachzuweisen oder ihn zu widerlegen, sollte die Landesonde zudem mit einem Seismometer ausgerüstet sein, mit dem Erdbebenwellen im Innern des Monds registriert werden. Die Messung von seismischen Erschütterungen kann endgültig Aufschluss geben über den Aufbau des Mondes, der bislang nur aus indirekten Untersuchungen abgeleitet ist. Zudem sollte die Landesonde über hochauflösende Kameras zur Erkundung der unmittelbaren Umgebung des Landeplatzes und Instrumente zur Ermittlung der Strahlenbelastung verfügen.

Bevor man jedoch überhaupt an eine Landung denken kann, müsste die Oberfläche von Europa erst einmal vollständig mit hoher Auflösung erfasst werden. Bislang haben wir nur sehr ungenaue Karten der Oberfläche, die von den Raumsonden Voyager 2 und Galileo stammen. Letztere hatte mit einer verklemmten Hauptantenne zu kämpfen, so dass nicht genügend Datenkapazität für die Übertragung tausender Bilder zur Verfügung stand. Somit konnte in der rund achtjährigen Mission nur ein Bruchteil der Mondoberfläche mit hoher Auflösung erfasst werden. Erst wenn ein vollständiger Atlas vorliegt, lassen sich die vielversprechendsten Landeplätze überhaupt auswählen. Eine Chance dafür bietet die von der ESA geplante Jupitermission JUICE, die im Jahr 2022 starten und den Riesenplaneten um das Jahr 2030 erreichen soll. Bis dahin muss man sich also mindestens in Geduld fassen.

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