המשימה: אירופה
בשנת 1610 התגלו ארבעה ירחים שמקיפים את צדק: איו, גנימד, קליסטו ואירופה. בשנת 1972 הסיקו מדענים על פי מדידות ספקטרוסקופיות כי פניו של אירופה מכוסים מים קפואים, מה שעשוי לרמוז על אפשרות של חיים בכוכב. הכל על הירח אירופה של צדק
בשנת 1610 גילה גליליאו גליליי ארבעה ירחים המקיפים את כוכב הלכת צדק: איו, גנימד, קליסטו ואירופה. גליליאו קרא להם "כוכבי מדיצ'י", על שם משפחת מדיצ'י המכובדת והעשירה מהעיר פירנצה, איטליה. יש לציין כי ההגדלה המרבית שעמדה לרשות גליליאו באותה תקופה הייתה הגדלה פי 24 בלבד. מדענים ואנשי רוח סירבו להביט בטלסקופ של גליליאו ולהיווכח בתגליתו, כיוון שהטענה ש"כוכבי מדיצ'י" מקיפים את צדק לא עלתה בקנה אחד עם המציאות כפי שנתפשה בזמנו. בסופו של דבר התקבלה התגלית. כיום נקראים הירחים על שמו, "ירחי גליליאו". המעניין ביותר היום מארבעת ירחי גליליאו הוא אירופה (Europa), הודות לאפשרות שייתכנו בו חיים.
צילום: שאטרסטוק
מבנה והרכב אירופה
אירופה מרוחק מכדור הארץ 600 מיליון ק"מ בממוצע. נתון זה, בצירוף קוטרו הקטן (3,100 ק"מ) לא מאפשר תצפית מפורטת על פני השטח שלו. בשנת 1972, הסיקו מדענים על פי מדידות ספקטרוסקופיות, כי פניו של אירופה מכוסים מים קפואים (H2O). המדענים הסיקו זאת על פי מידע שקיבלו מהחללית פיוניר 10 שהייתה הראשונה שביקרה בצדק בשנת 1973. חלליות וויאג'ר 1 ו־2 ביקרו בצדק בשנת 1979. החללית גליליאו ביקרה במערכת צדק בשנים 1995־2003. ב־2007 נעזרה החללית "אופקים חדשים" (New Horizons) בכבידת צדק כגורם מגביר תאוצה בדרכה למפגש עם פלוטו שמיועד לשנת 2015, וסיפקה מדידות מסוימות מאירופה ומגנימד.
אך עדיין, רוב הידע שלנו על אירופה נובע ממשימת גליליאו, שצילמה כעשרה אחוזים מפני השטח של אירופה, וכן כמה תמונות תקריב של השטח. בעקבות שינויים קלים במסלולה של גליליאו, הסיקו החוקרים שלאירופה ליבת ברזל מוצקה בקוטר 1,400 ק"מ, מעטפת (Mantle) סלעית, ושכבת קרח־מים חיצונית שעובייה כ־150 ק"מ. החוקרים אף משערים כי כמות המים הנוזליים באירופה שווה לזו הכלולה בכלל האוקיינוסים בכדור הארץ ואפילו עולה עליה במקצת.
בעזרת מידע מגליליאו, התבססה ההערכה כי אירופה הגיע למצבו הנוכחי במארג האירועים הבא: בתחילה נוצר גוף סלעי, כונדוריטי־פחמני. אז התהוותה שכבת מים בקרום הירח בדרך של הפרדה (Differentiation); בתהליך זה שוקעים חומרים כבדים כגון ברזל למרכז הירח, וחומרים קלים כגון מים "צפים". המים הפכו למליחים והתרחשה הפרדה נוספת, וחלק ממעטפת הירח התמוססה לתוך האוקיינוס שבקרום הירח. תמונות שצולמו לאורך זמן מציגות שינויים עכשוויים בפני השטח של אירופה שייתכן שנוצרו בעקבות מנגנון טקטוני. קיימת השערה נוספת שלפיה לשביטים היה תפקיד בהוספת מים וחומרים אורגניים לאירופה. ההערכה היא כי אנרגיה תרמית שמוצאה בגאויות פנימיות של אירופה מתיכה חלק משכבת הקרח. יש אף חשש כי חלקיקים טעונים הנעים במהירות בחגורות הקרינה של צדק יפגעו קשות במולקולות ביולוגיות על פני אירופה, שמסלול הקפתו סביב צדק נמצא בתחום החגורות, אך ייתכן שהקרינה אינה חודרת לעומק פני השטח.
צילום: שאטרסטוק
ירח אוקייני
אזורי קרח סדוק ובריכות מקומיות בירח אירופה עשויים לספק סביבה בעלת מחזוריות ורטיבות. נוסף על כך, תנועת מים בקו התפר שבין הים ליבשה, שממוססת ומערבבת יסודות כימיים מסיסים, עשויה לסייע למיקרו אורגניזמים לנוע בין אזורים שונים ולספק את צורכיהם.
הגאויות בכדור הארץ מושפעות בעיקר מתנועת הירח סביבו. מרחק הירח מכדור הארץ הוא כ־384 אלף ק"מ בממוצע. אירופה נמצא מרחק דומה מצדק, אך זה מסיבי הרבה יותר מכדור הארץ. על כן, לגאויות השפעה חזקה על התנהלות אירופה. ההערכה היא כי עוצמת הגאויות (המתבטאת בתנועות החומר) באירופה גדולה פי 20 אלף מעוצמת הגאויות בכדור הארץ. וכעוצמת הגאות כך עוצמת השפעתן: הגאויות משנות את צורתו של אירופה מדי יום, ומותחות חלק ממנו לכיוון צדק. חיכוך המים בזמן הגאות הוא מקור חום פנימי המתיך את שכבות הקרח הפנימיות, והן משפיעות על מסלול הסיבוב של אירופה. הטענה היא שהגאויות הן הסיבה למה שנראה כטקטוניקת פני שטח באירופה, שכן הן "מסיעות" מדפי קרח על פני הירח. הערכה עדכנית היא שמדפי קרח אלו הם בעובי של 10 עד 100 ק"מ. מדידות קוטרי וצורות מכתשים על פני אירופה מצביעות על כך שייתכנו מקומות שבהם הקרח הוא דק – 7־8 ק"מ בלבד. נזכיר כי בפברואר 2012 הסתיימה חציבת קרח מעל אגם ווסטוק בקוטב הדרומי, אגם שנחתם מתחת לקרחון לפני 15 מיליון שנה. החציבה דרך 3.76 ק"מ של קרח דרשה שני עשורים, תכנון רב, ציוד מכני כבד ומומחים שהתגוררו במקום. כיום אין לאנושות יכולת לשלוח לאירופה משימת קידוח שתדגום את הנוזל שמתחת לפני השטח, ותבצע עליו בדיקות ביולוגיות. אך ייתכן שלא יהיה בכך צורך. בינואר 2014 דיווח צוות חוקרים שצפה באירופה בעזרת טלסקופ החלל האבּל, על פלומה בגובה 200 ק"מ, שעשויה להיות גייזר. תגלית זו מצריכה אישוש נוסף שצפוי להתקבל בשנים הקרובות. גייזרים בירחי כוכבי הלכת החיצוניים אינם תופעה חדשה. באנצלדוס, ירחו של שבתאי, התגלו ב־2013 גייזרים הפולטים מים לחלל; אך אנצלדוס אינו מושא מחקר אפשרי למשימת חלל עקב מיקומו עמוק בבאר הכבידה (עקב הכבידה הגדולה) של שבתאי, דבר שיקשה על כניסה למסלול יציב או נחיתה על פניו. תגלית הגייזרים על אירופה עשויה לאשש את ההשערות שיש מקומות על אירופה שבהם קרום פני השטח דק דיו כדי לאפשר מעבר חומרים מפנים הירח החוצה. מי יודע אילו יצורונים (מיקרואורגניזמים) ניתן למצוא בסביבתם של גייזרים אלו.
צילום: שאטרסטוק
עדיפות חדשה
למרות הממצאים המסקרנים בעניין קיום תנאי מחיה על אירופה, הירח המעניין לא תועדף בתקציבי חקר החלל. מה שבטוח הוא שביקור באירופה יצריך טיסה ארוכה ומפרכת. במאמר שפורסם ב־Acta Astronautica הוצגה אנליזה של המסלול למשימת נחיתה על אירופה. לפי האנליזה, המסלולים שבהם ביקרו חלליות קודמות בצדק, בהן יונו (Juno) שנמצאת היום בדרכה לכוכב הלכת, לא ישרתו נאמנה משימת נחיתה על אירופה. הסיבה לכך היא שבאופן זה תיחשף החללית לעוצמות גבוהות של קרינה, שיחייבו הגנות פסיביות כבדות בגוף החללית. מחברי המאמר, סטפאנו קאמפנולה (Campagnola) מסוכנות החלל היפנית ועמיתיו ברנט באפינגטון (Buffington) ואנסטאסיוס פטרופולוס (Petropoulus) מ־JPL (מרכז החקר הרובוטי של סוכנות החלל האמריקאית) הגיעו למסקנה שלצורך משימת נחיתה על אירופה אין די בהגעה לצדק ושחרור נחתת. לאחר יותר משש שנים של תנועה בחלל, תיאלץ החללית להימנע מהקרינה החזקה של חגורות הקרינה סביב צדק תוך שהיא מנווטת בדרך עקלקלה ונעזרת בירח קליסטו כדי להיכנס למסלול יציב סביב אירופה. לאחר הנחיתה, תסבול החללית מחשיפה רבה לקרינה (עד 1,000 קילוראד) ויהיה עליה לבצע את ניסוייה בזריזות, בין שמדובר בקידוח, באיסוף דגימות קרקע או בקליטת חלקיקים שנפלטו מגייזרים בקרבת מקום.
אכן, משימת נחיתה על אירופה היא חלום רחוק שאי אפשר כיום לממשו מבחינה טכנולוגית. שילוח מקפת או חללית שתבצע יעפים בודדים סביב אירופה, מציאותית יותר. סוכנות החלל האירופית ESA בחרה במאי 2012 את משימת JUICE (ראשי תיבות: Jupiter Icy Moons Explorer) כמשימה הבאה לבקר באירופה. מדובר במקפת שתחקור את מערכת צדק, ובמיוחד את צדק עצמו ואת ארבעת ירחי גליליאו. המקפת צפויה לשקול 1,900 ק"ג, מתוכם 104 ק"ג מוקדשים ל־11 מכשירי מחקר. מעל טונה נוספת תושקע במערכות ההנעה והמיגון נגד חגורות הקרינה הכבדה סביב צדק. בנייתה של JUICE צפויה להסתיים ב־2021, השיגור מתוכנן ל־2022 וההגעה לצדק תתרחש לפי התוכנית ב־2031. JUICE תיעזר בכדור הארץ ובנוגה לשם צבירת מהירות במסעה לצדק. לקראת הגעתה ליעד, תיעזר החללית בירח גנימד לשם האטה לקראת כניסה למסלול סביב כוכב הלכת. מצדק תעבור החללית לקליסטו. במהלך הקפתה את קליסטו, תבצע JUICE שני יעפים סביב אירופה ותמשיך לקליסטו ולגנימד.
שני יעפים הם אמנם זמן לא רב למחקר, אולם JUICE תגיע לאירופה מצוידת במצלמות מתקדמות, במכשירי מדידה מתוחכמים ובבנק מטרות מוגדר מראש. היא תערוך יעפים מעל אזורים שהוגדרו "מעניינים" מאז ימי משימת גליליאו. מדובר בכמה אזורים בקווי הרוחב הנמוכים־בינוניים של הירח, שנמדדו בהם טמפרטורות לילה חמות יותר מאשר באזורים אחרים. האם באזורים אלו עובי הקרח דק מהרגיל? JUICE תוכל לענות על שאלה זו באמצעות רדאר שישדר גלי רדיו. צפוי כי הרדאר יצליח למפות את שכבת הקרח של אירופה בעומקים של 3־9 ק"מ, ברזולוציה של כ־10 מטר. כך תחפש JUICE "כיסים" של מים מתחת לפני השטח – אתרי נחיתה אפשריים בעתיד הרחוק. בעבר, שולב מכשיר דומה בחלליתMars Reconnaissance Orbiter, שמקיפה כיום את מאדים. נוסף על כך, החללית תאפיין את הרכבו הכימי של מעטה הקרח, את מאפייני האוקיינוס התת קרחי.
צילום: שאטרסטוק
בפיגור מה אחרי האירופאים, סוכנות החלל האמריקאית נאס"א פוזלת באופן רשמי לכיוון הירח אירופה. תכנוני משימה לאירופה במהלך העשור האחרון נדחו עקב שיקולי עלות. בבקשת התקציב של נאס"א, שהוגשה לקונגרס במארס השנה, נכלל סעיף של 15 מיליון דולר לפיתוח חללית אמריקאית לאירופה. 15 מיליון דולר הם שבריר מתוך בקשת תקציב של 17.5 מיליארד, אך הדבר מראה כי נאס"א החלה בהליך תכנון רשמי של משימת מחקר לאירופה. גורם מאיץ בהחלטת נאס"א לפתוח בתכנון רשמי של משימה לאירופה הוא תגלית הגייזרים של צוות החוקרים שעשה שימוש בטלסקופ החלל האבל. אופי המשימה עדיין לא הוחלט סופית, ולא ברור אם מדובר ביעפים פזורים או בכניסה למסלול יציב. אפשרות אחרת שהועלתה היא טיסת גובה נמוך מעל אירופה, מעבר בתוך פלומה של גייזר ואיסוף חלקיקים לשם ניתוח. משימה כזו תהיה זולה יותר מאשר נחיתה, או אפילו כניסה למסלול.
קורט ראת'רפורד (Retherford) מטקסס, ארצות הברית, אחד מהחוקרים שאחראים לתגלית, סיפר למגזין Nature שתידרשנה כמה שנים לאשש את ממצא הגייזרים ולחזות את התפרצויותיהם. עד אז, הוא אומר, לא יהיה זה נכון לפתח משימה כה ייעודית. בדומה למשימת JUICE, החללית האמריקאית אמורה לאפיין כימית את האוקיינוס התת קרחי של אירופה, לחקור את מאפייניו הפיזיקליים השונים, וכמובן את עובי והרכב מעטה הקרח של אירופה. השיגור מתוכנן ל־2020.
חיים בסרט
עד אז, נוכל לקבל של ההתרחשויות על אירופה בעזרת הסרט "דוח אירופה". הסרט (באורך מלא) שוחרר לאקרנים בארצות הברית ביוני 2013. הסרט עוקב אחר משלחת בינלאומית של אסטרונאוטים שיוצאת למשימת מחקר עתידית לאירופה במימון פרטי. משימתם היא לבדוק אם קיימים חיים באירופה, ולחקור את מעטה הקרח שסביבו. העלילה מסתבכת והשיבה לכדור הארץ לאחר הנחיתה עומדת בסימן שאלה. הסרט נשען על תחזיות מדעיות באשר לתנאים על פני השטח, ובתחזיות טכנולוגיות ומדעיות סבירות. אמנם לא ננחת על אירופה בעשורים הקרובים, אך נחמד לראות מישהו אחר עושה זאת, גם אם מדובר במדע בדיוני שלא קצר הצלחה קופתית.