TU’ers speuren naar leven op Jupitermanen

Mars heeft het imago van buitenaards leven, maar misschien is Europa wel een veel betere kandidaat. Sinds de Galileo Orbiter in 1997 langs deze Jupitermaan vloog en er foto’s van maakte, zitten wetenschappers wereldwijd te watertanden. Want er is vloeibaar water op Europa. Vervormingen in de ijskorst rond de maan, geven aan dat er een oceaan onder kan zitten.

Tel daarbij de mogelijke aanwezigheid van andere ingrediënten, zoals koolstofverbindingen, en de oersoep voor nieuw leven is bijna gaar. Op Europa zouden extremofielen kunnen voorkomen, bacteriën die bij extreme omstandigheden kunnen overleven.

“We weten dat bacteriën ook op onze maan kunnen overleven”, zegt Luuk van Barneveld, die zich voor zijn afstudeerproject bij de leerstoel astrodynamica en satellietsystemen op Europa stortte. “De astronauten van de Apollo 12-missie in 1969 haalden een camera op van een twee jaar eerder gelande onbemande maanlander. Bij onderzoek bleken daar na twee jaar nog steeds levende bacteriën op te zitten.”

Samen met afstudeerders Philip Weimar en Christiaan Brinkerink bedacht Van Barneveld een manier om met een satellietmissie op Europa naar leven te speuren. Hun afstudeerwerk zou toegepast kunnen worden in een ruimtemissie naar Europa. Wetenschappers bij Nasa bestuderen nu deze mogelijkheid. In 2012 willen zij Jimo lanceren, een satelliet die de ijzige manen rond Jupiter zal bestuderen.

“Eerst moet je kijken of er echt een oceaan onder het ijs van Europa zit”, zegt Van Barneveld. “Dat leid je af uit de vervormingen die de extreme zwaartekracht van Jupiter maakt in de ijskorst van Europa. Jupiter kneedt Europa als een soort stressbal.”

Met een mogelijke amplitude van dertig meter wordt Europa dagelijks vervormd door Jupiter. Op plaatsen waar een vloeibare oceaan onder de ijskorst zit, is de vervorming groter. “Vloeibaar water laat zich veel makkelijker vervormen dan ijs”, zegt Van Barneveld. “De grootte van de oppervlaktevervorming is indirect dus een maat voor hoe diep de oceaan is. Een satelliet zou het verschil in vervorming tot op centimeters kunnen waarnemen.”

Hij ontwikkelde daarom een rekenmethode waarmee hij hoogtemetingen van een satelliet in een baan rond Europa kan vertalen naar de vervorming in de ijskorst en dus de oceaandiepte.
Daglicht

Tijdens de missie moet ook worden gekeken naar de chemische samenstelling van de planeet. Zijn collega Weimar nam dit onderdeel voor zijn rekening. “Je moet de terugkaatsing van zonlicht meten door het oppervlak van Europa”, zegt hij. “Aan de mate waarin inkomend zonlicht wordt geabsorbeerd, kun je zien of er bijvoorbeeld methaan aanwezig is. Dat absorbeert straling anders dan bijvoorbeeld stikstof.”

Omdat Weimar zonlicht nodig heeft voor zijn metingen, moet de satelliet zoveel mogelijk tijd in daglicht doorbrengen. Ook wil hij de satelliet het liefst zo laag mogelijk boven het oppervlak laten cirkelen. Maar een lage baan betekent een vroege crash, omdat Jupiter de satellietbaan sterk verstoort. En voor een lange levensduur is een baan langs het oppervlak van Jupiter funest.

“Door zijn sterke magneetveld vangt Jupiter geladen deeltjes van de zon”, zegt Brinkerink. Dat maakt van Jupiter een magnetronoven, die de satelliet kapot straalt.” Zijn collega Weimar heeft daarom geprobeerd de baan te bepalen waarbij de satelliet zo lang mogelijk heel blijft en toch alle metingen kan doen.

Of hun onderzoek ook in een echte missie wordt toegepast is nog afwachten, tot na 2010. “We zijn bij een Nasa-conferentie in Houston geweest waar alle Europadeskundigen samenkwamen voor vergelijkbaar onderzoek”, zegt Brinkerink. “Onze sectie wil graag meedoen, want Europa is helemaal hot. Maar het is eerst afwachten of de Jimo-missie doorgaat.”

De ijzige manen van Jupiter, waar TU-missie Jimo na 2010 naartoe hoopt te gaan. De tweede maan is Europa. (Foto: Galileo Orbiter)

Mars heeft het imago van buitenaards leven, maar misschien is Europa wel een veel betere kandidaat. Sinds de Galileo Orbiter in 1997 langs deze Jupitermaan vloog en er foto’s van maakte, zitten wetenschappers wereldwijd te watertanden. Want er is vloeibaar water op Europa. Vervormingen in de ijskorst rond de maan, geven aan dat er een oceaan onder kan zitten.

Tel daarbij de mogelijke aanwezigheid van andere ingrediënten, zoals koolstofverbindingen, en de oersoep voor nieuw leven is bijna gaar. Op Europa zouden extremofielen kunnen voorkomen, bacteriën die bij extreme omstandigheden kunnen overleven.

“We weten dat bacteriën ook op onze maan kunnen overleven”, zegt Luuk van Barneveld, die zich voor zijn afstudeerproject bij de leerstoel astrodynamica en satellietsystemen op Europa stortte. “De astronauten van de Apollo 12-missie in 1969 haalden een camera op van een twee jaar eerder gelande onbemande maanlander. Bij onderzoek bleken daar na twee jaar nog steeds levende bacteriën op te zitten.”

Samen met afstudeerders Philip Weimar en Christiaan Brinkerink bedacht Van Barneveld een manier om met een satellietmissie op Europa naar leven te speuren. Hun afstudeerwerk zou toegepast kunnen worden in een ruimtemissie naar Europa. Wetenschappers bij Nasa bestuderen nu deze mogelijkheid. In 2012 willen zij Jimo lanceren, een satelliet die de ijzige manen rond Jupiter zal bestuderen.

“Eerst moet je kijken of er echt een oceaan onder het ijs van Europa zit”, zegt Van Barneveld. “Dat leid je af uit de vervormingen die de extreme zwaartekracht van Jupiter maakt in de ijskorst van Europa. Jupiter kneedt Europa als een soort stressbal.”

Met een mogelijke amplitude van dertig meter wordt Europa dagelijks vervormd door Jupiter. Op plaatsen waar een vloeibare oceaan onder de ijskorst zit, is de vervorming groter. “Vloeibaar water laat zich veel makkelijker vervormen dan ijs”, zegt Van Barneveld. “De grootte van de oppervlaktevervorming is indirect dus een maat voor hoe diep de oceaan is. Een satelliet zou het verschil in vervorming tot op centimeters kunnen waarnemen.”

Hij ontwikkelde daarom een rekenmethode waarmee hij hoogtemetingen van een satelliet in een baan rond Europa kan vertalen naar de vervorming in de ijskorst en dus de oceaandiepte.
Daglicht

Tijdens de missie moet ook worden gekeken naar de chemische samenstelling van de planeet. Zijn collega Weimar nam dit onderdeel voor zijn rekening. “Je moet de terugkaatsing van zonlicht meten door het oppervlak van Europa”, zegt hij. “Aan de mate waarin inkomend zonlicht wordt geabsorbeerd, kun je zien of er bijvoorbeeld methaan aanwezig is. Dat absorbeert straling anders dan bijvoorbeeld stikstof.”

Omdat Weimar zonlicht nodig heeft voor zijn metingen, moet de satelliet zoveel mogelijk tijd in daglicht doorbrengen. Ook wil hij de satelliet het liefst zo laag mogelijk boven het oppervlak laten cirkelen. Maar een lage baan betekent een vroege crash, omdat Jupiter de satellietbaan sterk verstoort. En voor een lange levensduur is een baan langs het oppervlak van Jupiter funest.

“Door zijn sterke magneetveld vangt Jupiter geladen deeltjes van de zon”, zegt Brinkerink. Dat maakt van Jupiter een magnetronoven, die de satelliet kapot straalt.” Zijn collega Weimar heeft daarom geprobeerd de baan te bepalen waarbij de satelliet zo lang mogelijk heel blijft en toch alle metingen kan doen.

Of hun onderzoek ook in een echte missie wordt toegepast is nog afwachten, tot na 2010. “We zijn bij een Nasa-conferentie in Houston geweest waar alle Europadeskundigen samenkwamen voor vergelijkbaar onderzoek”, zegt Brinkerink. “Onze sectie wil graag meedoen, want Europa is helemaal hot. Maar het is eerst afwachten of de Jimo-missie doorgaat.”

De ijzige manen van Jupiter, waar TU-missie Jimo na 2010 naartoe hoopt te gaan. De tweede maan is Europa. (Foto: Galileo Orbiter)