Resumen (1 mayo 2006): Europa sigue siendo un objetivo tentador para los astrobiólogos, pero ¿Cuál sería la mejor forma de investigar el misterioso satélite? En esta entrevista, Kart Hibbitts, describe la propuesta de un proyectil de alta velocidad que golpearía la helada carcasa exterior de Europa.






El satélite de Júpiter Europa es, para los astrobiólogos, uno de los lugares más fascinantes de todo el sistema solar. Una carcasa helada se sobrepone a un profundo océano de agua y la flexibilidad debida a las mareas causadas por la gravedad de Júpiter puede proporcionar la energía que haga posible la vida. Pero mientras que los científicos han estado discutiendo durante algún tiempo el desarrollo de una misión a Europa, hasta el momento la NASA no ha enviado todavía un orbitador para investigar en detalle este satélite.

Concepción artística del océano líquido bajo la superficie helada de Europa. En este océano posiblemente puede existir vida similar a la bacteria terrestre extremofila. Credit: NASA

Karl Hibbitts, científico investigador del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad John Hopkins, está trabajando en el desarrollo de un proyectil de alta velocidad que podría llevarse en un futuro orbitador a Europa. En esta entrevista con Leslie Mullen, editora de Astrobiology Magazine, explica porqué, penetrar en la superficie de Europa podría proporcionar detalles acerca de este satélite que una nave en órbita o incluso en su superficie no podría proporcionar.

---

Astrobiology Magazine (AM): Usted tiene una propuesta de algo llamado Proyectil de Alta Velocidad para Europa. ¿Puede darme una visión general de cómo funcionaría?

Karl Hibbitts (KH): Se trata de un proyectil que impactaría a muy alta velocidad sobre la superficie de Europa creando una cortina de material eyectado. De esta forma podríamos realizar medidas debajo de la superficie sólida del satétile, medidas que no es posible realizar estando en órbita.

AM: ¿A qué velocidad podría caer sobre la superficie de Europa?

KH: A 13 kilómetros por segundo. Esa es la velocidad a la que Europa se mueve alrededor de Júpiter. Se podría hacer a mayor velocidad, pero en torno a 10 kilómetros por segundo es razonable, y esa es, de hecho, la velocidad con la que la misión Deep Impact impactó contra el cometa Tempel 1.

La profundidad de la penetración depende en gran medida de la diferencia de densidades entre el proyectil y la superficie, por lo tanto es deseable hacer un proyectil pesado de manera que penetre mucho. Nos gustaría que pesara al menos 100 kilos, y mucho más si pudiéramos. La cortina de eyección puede ser un millón de veces más masiva que el propio proyectil.

Eyección del Deep Impact, producida por el proyectil que impactó contra el cometa Temple 1. Credit: NASA/JPL

La forma del proyectil también afecta a la eyección. Se puede elegir un proyectil plano y eso creará una nube inmediata de material de la superficie y posteriormente una cortina de material más profundo, a medida que vaya penetrando. O se puede elegir un proyectil puntiagudo que penetrará más profundamente pero que creará una eyección de material en forma de columna. Queremos separar ambos tipos de material eyectado, por lo que necesitamos un equilibrio en cómo eyectamos el material de la superficie. Es esencial para nosotros realizar, en este aspecto, investigación de laboratorio de apoyo para poder calcular cómo obtener los mejores resultados científicos. Europa no es un cometa, por lo que los resultados serán distintos de los de Deep Impact. Necesitamos simular mejor las propiedades y composición de su superficie.

AM: Algunos modelos de Europa dicen que la carcasa exterior de hielo tiene entre 20 y 100 kilómetros de espesor, con una media aproximada de 40 kilómetros. Un pequeño proyectil no penetraría muy profundo.

KH: Cierto. Como mucho se podría penetrar unos metros. El objetivo es llegar más abajo de la capa de radiación.

AM: ¿Qué es la capa de radiación?

KH: Es la capa de la superficie que ha sido irradiada por las partículas y electrones del campo magnético de Júpiter. Se puede asumir que ciertas áreas no están irradiadas, ya que la carcasa helada de Europa está desacoplada de la sub-superficie. Flota moviéndose alrededor en una escala de tiempo que va desde decenas a cientos de millones de años, por lo que en un punto dado del tiempo una determinada área puede haber sido irradiada. De esta manera queremos encontrar un lugar que tenga el aspecto de haber tenido un contacto reciente con la sub-superficie.

AM: Así que por debajo de esa capa exterior irradiada hay una capa sub-superficial que no ha sido alterada y quizás es un indicador mejor de cómo es todo el satélite.

KH: Sí, por supuesto, no se trata de capas discretas; es una progresión de una zona altamente irradiada o otra menos radiada. Pero a una profundidad, probablemente más de un metro, básicamente no ha sido irradiada. Cualquier elemento orgánico tendría que estar por debajo de la capa de radiación para sobrevivir.

Acercamiento a la superficie agrietada de Europa con las venas bermellones que intrigan a los astrobiólogos. En falso color, se muestran las vastas extensiones de agua helada en azul, las grietas ricas en minerales, en rojo y marrón. Credit: NASA/Galileo

AM: Los científicos no saben qué son esa especie de venas de material coloreado que hay en la superficie ¿Podría el proyectil ayudar a averiguarlo?

KH: Esta es una de las preguntas fundamentales a la que tratamos de dar respuesta. ¿Se trata de una sal hidratada o de ácido sulfúrico hidratado?

AM: ¿Se podría averiguar mediante espectroscopia?

KH: Podríamos averiguarlo si allí no hubiera tanda hidratación. El agua helada absorbe la luz en longitudes de onda muy importantes de forma que cubre todo. Y con esto volvemos a porqué esta técnica es tan poderosa. La eyección de material de la superficie, hace que se caliente. Ciertamente una parte se va a sobrecalentar pero el resto se calentará lo suficiente como para que el hielo, mediante sublimación nos permita observar los componentes que no son hielo. Es muy parecido a lo que ocurrió con Deep Impact, excepto que Deep Impact golpeó un cometa y la eyección se mantuvo suspendida durante horas, mientras que en Europa solo lo hará durante unos pocos minutos. Esto es debido a la diferencia de gravedad, la gravedad de un cometa es del orden de milímetros por segundo al cuadrado, por lo que las cosas no se mueven muy deprisa.

AM: Es decir, en el cometa, una vez que las partículas son diseminadas, no hay suficiente gravedad para que vuelvan a caer, se mantienen esparcidas, mientras que en Europa, el material eyectado volverá a caer rápidamente.

KH: Correcto. Y probablemente permanecerá más agrupado. Podemos estudiar la nube inicial y podemos estudiar al material que salga proyectado, son dos cosas distintas. La nube nos dirá la composición de este material de la superficie que no es hielo. La eyección está formada de material mas profundo y por lo tanto el material distinto del hielo allí podría ser diferente.

AM: Hay algo que no entiendo, dado lo que conocemos de la gravedad y la tectónica de Europa, ¿Porqué la superficie de Europa es relativamente suave? ¿Porqué no hay montañas de hielo, por ejemplo? ¿Podría decirnos algo el proyectil acerca de cómo funciona la geología allí?

KH: Potencialmente podría, porque la manera en la que se forme el cráter en el hielo nos indicará la fuerza del material sobre el que golpea. De tal manera que si podemos tomar imágenes con la suficiente resolución desde un orbitador que lo sobrevuele después del impacto, podríamos aprender algo acerca de los últimos metros superiores de la superficie.

AM: Una ventaja que parece tener el proyectil es que puede dirigirse a lugares de la superficie en los que no se podría aterrizar. Una nave que pretenda aterrizar no sobreviviría si cayera en una grieta profunda en el hielo, mientras que con un proyectil no hay que preocuparse del terreno accidentado o irregular.

Esta imagen de la región “caótica” de Conamara muestra bloques de hielo formados por la rotura y desplazamiento de la corteza. Algunos científicos creen que las, así llamadas, regiones “caóticas” de Europa son zonas donde el agua líquida o la nieve casi fundida ha penetrado en las grietas de hielo permitiendo que los elementos químicos de la superficie se mezclen con el océano subterráneo. Credit: NASA/JPL

KH: Pero aún así somos susceptibles a ese problema. Por lo tanto no buscaríamos una zona irregular, probablemente nos dirigiríamos a una zona lo más suave posible. No sería bueno meternos en una grieta.

AM: ¿No conseguirían una explosión?

KH: Sí, se conseguiría, pero sería demasiado lineal. O ¿Qué sucedería si golpeamos algo en un ángulo oblicuo? ¿Cómo va a afectar a la división de la energía en la superficie?. Nuestras restricciones son tan ajustadas como lo serían si aterrizáramos, pero todavía no sabemos exactamente cuáles son nuestras restricciones. Es un asunto que me preocupa y que tendrán que tratar los especialistas en el impacto.

AM: Usted dice que quiere ir a una superficie formada recientemente. Cabría pensar que sea más caótica que una antigua.

KH: Depende de cómo se haya deformado. Una zona reciente que se ha deformado como la zona de formación de una montaña en la Tierra, va a ser caótica. Pero ¿Y si es un zona que se ha formado como los torrentes de basalto del río Columbia (Columbia flood basalts) en el oeste, donde simplemente de se abrió en terreno y la lava fluía en todas las direcciones? Ese es el tipo de zona a la que nos gustaría ir, reciente y suave. Suave a una escala de decenas de metros, es decir algo como las corrientes de pahoehoe (pahoehoe flows) estaría bien pero no sería buena para aterrizar.

AM: ¿Qué sucedería si los modelos están equivocados, el hielo no es tan grueso y el proyectil atraviesa el hielo penetrando en el océano subterráneo y desapareciendo con un “bloop”?

KH: Eso sería genial ¿no?

AM: Pero no habría eyección ¿Correcto?

KH: No, habría una eyección enorme. A esas velocidades el agua del océano es como la roca.

AM: Entonces sería similar a si un meteorito impactara en un océano en la Tierra, creando una explosión enorme y quizás generando un tsunami.

KH: Esos son más grandes, pero sí, es lo mismo. Y, por supuesto, se obtendría una imagen del cráter del impacto en la que se vería que hemos perforado hielo poco grueso. Entonces sabríamos que es un buen lugar para un aterrizaje. Sería un éxito maravilloso, pero es poco probable.

Extraordinaria textura helada en el satélite de Júpiter, Europa. Credit: NASA/JPL

AM: ¿Existen problemas de contaminación con el proyectil?

KH: No, ya he hablado con la Oficina de Protección Planetaria de ese asunto. Se auto-esteriliza. El proyectil se destruiría ya que se desintegraría en el impacto. Y se fabricaría con un material como el cobre, o algo que no haya en abundancia en Europa.

AM: ¿Había algún instrumento en el propio proyectil o sería sólo una gran bola metálica?

KH: Tendríamos una cámara, como la que tenía la misión Deep Impact. Una cámara proporcionaría información útil para un aterrizaje, porque se aprecia la rugosidad del terreno a una escala muy fina en un punto determinado. En la aproximación, la resolución espacial de la cámara se va haciendo cada vez más grande.

AM: ¿Cuál es la posibilidad de una misión de la NASA a Europa, dadas las circunstancias presupuestarias actuales?

KH: Sucederá en el futuro. Las prioridades políticas varían, pero las prioridades de la ciencia han permanecido constantes durante los últimos 10 años, y Europa ha sido siempre una alta prioridad. Por supuesto hay otros destinos en competencia, por ejemplo Titán y ahora Encelado. Pero Titán será una Tierra prebiótica, no hay posibilidad de vida allí con una temperatura de sólo 94 grados Kelvin en la superficie. Personalmente me encantaría ver una misión a Titán por otras razones distintas a la astrobiología. Es fácil llegar, se puede aterrizar y se pueden buscar allí cosas únicas. Pero desde una perspectiva astrobiológica, Europa es todavía la primera de la lista.