Misi Europa Clipper – Pada bulan Oktober tahun ini, NASA dan Badan Antariksa Eropa (ESA) akan meluncurkan salah satu pesawat ruang angkasa paling canggih yang pernah dibuat. Tujuannya?
Europa, bulan terbesar keempat dari Jupiter. Misi Europa Clipper ini bertujuan untuk mencapai Europa pada tahun 2030, dengan membawa sejumlah instrumen yang dapat membantu para ilmuwan memahami geologi dan komposisi kompleks dari bulan tersebut.
Misi Europa Clipper 2030
Pada akhirnya, para peneliti ingin menggunakan alat-alat ini untuk mendapatkan gambaran yang lebih baik tentang kemungkinan Europa sebagai tempat yang layak huni. Dengan kata lain, mereka ingin mengetahui apakah bulan ini memiliki kondisi yang mendukung keberadaan kehidupan (setidaknya, kehidupan seperti yang kita ketahui).
“Europa, bulan Jupiter, mungkin menciptakan kondisi untuk kehidupan dalam lautan globalnya,” kata Steve Vance, seorang astrobiologis dari Jet Propulsion Laboratory NASA, saat konferensi Astrobiology Science Conference 2024.
Baru-baru ini, sejumlah ilmuwan yang terlibat dalam berbagai aspek misi ini berbicara di Astrobiology Science Conference 2024, sebuah konferensi yang mengumpulkan anggota komunitas astrobiologi untuk berkolaborasi dan bertukar pengetahuan. Mereka menjelaskan dengan rinci bagaimana pesawat ruang angkasa ini akan mencapai tujuannya, apa yang mungkin akan diungkapkan misi ini tentang lingkungan Europa, dan mengapa instrumen penjelajah ini mungkin menawarkan petunjuk menggoda tentang adanya kehidupan.
“Europa Clipper adalah misi pertama yang dirancang untuk menyelidiki kelayakhunian dunia laut,” kata Vance selama konferensi.
Lautan Tersembunyi Europa
Semua ini dimulai dengan peluncuran Misi Galileo pada tahun 1989, yang melibatkan pesawat ruang angkasa yang mengorbit Jupiter selama delapan tahun. Berkat terbang lintas Galileo di bulan-bulan utama Jupiter — Io, Europa, Callisto, dan Ganymede — para ilmuwan menyadari bahwa Europa kemungkinan besar memiliki lautan cair di bawah permukaan esnya.
Temuan ini sangat menarik karena pada saat itu, para ilmuwan belum menyadari adanya air cair di mana pun di tata surya kita selain di Bumi. Penemuan ini telah memperluas pemahaman kita tentang lingkup kelayakhunian di tata surya kita, karena membuktikan bahwa air cair dapat ada di luar parameter yang disebut “zona Goldilocks” — area di sekitar bintang di mana air cair dapat eksis. Sejak saat itu, para ilmuwan planet ingin kembali ke Europa.
“Kami akan mencoba mengkarakterisasi lautan menggunakan medan magnet,” jelas Vance di konferensi tersebut. “Galileo, pesawat ruang angkasa sebelumnya, terbang melewati Europa empat kali, cukup dekat untuk mendapatkan respons magnetik. Ini seperti Europa berjalan melalui detektor logam di bandara, kecuali Jupiter adalah detektor logam yang menciptakan medan ini yang direspons oleh Europa.”
Para ilmuwan telah merancang misi Europa Clipper untuk melakukan beberapa terbang lintas Europa guna mengambil sampel berbagai aspek dari respons magnetiknya. Di satu sisi, peneliti akan mencoba mengetahui kekuatan responsnya, dan di sisi lain, mereka akan mencoba mengukur waktu respons relatif terhadap medan magnet Jupiter. “Melalui ini, kami berharap dapat mengetahui kadar salinitas lautan,” kata Vance.
“Permukaan Europa sangat menarik secara geologis, dan kemungkinan telah aktif untuk waktu yang sangat lama. Mungkin tidak terlalu tebal, dan mungkin ada bahan-bahan untuk kehidupan tepat di bawah permukaan,” tambah Vance.
Potensi Kehidupan di Europa
Oksigen, misalnya, adalah elemen reaktif. Ini berarti oksigen yang diangkut dari permukaan Europa ke interiornya berpotensi digunakan dalam reaksi kimia bawah permukaan yang menghasilkan energi. Reaksi-reaksi tersebut, jika terjadi, kemungkinan besar disebabkan oleh kehidupan mikroba yang hidup di lautan karena mikroba-mikroba tersebut tidak memiliki akses ke sinar matahari untuk energi.
Interaksi antara air dan batu di dalam Europa juga dapat melepaskan hidrogen dan bahan kimia lainnya ke dalam lautan. Dan, karena Europa terus mengalami tekanan besar akibat gaya pasang surut saat mengorbit Jupiter, bagian dalam bulan ini kemungkinan besar hangat. Itu berarti ventilasi hidrotermal mungkin memasok lantai laut dengan nutrisi kimia, mirip dengan cara sistem ventilasi yang ditemukan di dasar laut Bumi bekerja.
Berburu Biosignatures
Karena para peneliti dan insinyur saat ini belum memiliki cukup informasi tentang fitur permukaan Europa, mendarat di bulan Jovian ini, setidaknya untuk misi ini, tidak memungkinkan. Ini berarti peneliti akan dibatasi oleh apa yang dapat mereka lihat dan kumpulkan dari orbit ketika pesawat ruang angkasa mencapai Europa. Karena potensi kehidupan yang mungkin ada di Europa kemungkinan besar berada di dalam interiornya, para peneliti akan mencari tanda-tanda deduktif yang dapat terlihat di permukaan dan di atmosfernya.
Europa Clipper memiliki berbagai instrumen yang akan mengumpulkan bahan yang dikeluarkan dari geyser es di bulan tersebut, dan bahan-bahan tersebut dapat memberikan bukti kredibel bagi para astrobiologis bahwa proses kehidupan memang terjadi di bawah permukaan. Para astrobiolog biasanya merujuk pada bukti tersebut sebagai “biosignatures.” Biosignature adalah produk sampingan kimia dari proses kehidupan.
Misalnya, tingkat oksigen yang tinggi di atmosfer Bumi dapat dianggap sebagai biosignature yang dihasilkan oleh tumbuhan. Namun, apa yang mungkin dianggap sebagai biosignature dalam satu konteks mungkin tidak berlaku dalam konteks lain.
Contoh terbaru dari hal ini adalah deteksi jejak fosfin, kemungkinan biosignature, di atmosfer Venus. Di Bumi, fosfin adalah produk sampingan dari ekosistem anaerobik, yang membuat beberapa orang menduga adanya organisme anaerobik yang hidup di atmosfer Venus. Namun, peneliti kemudian mengungkapkan bahwa fosfin di atmosfer Venus dapat dihasilkan dari aktivitas vulkanik.
Proses non-hidup juga mampu menghasilkan bahan kimia yang biasanya kita kaitkan dengan proses hidup, sehingga membingungkan apa yang mungkin kita anggap sebagai tanda-tanda kehidupan. Ini berarti setiap kemungkinan biosignature harus masuk akal dalam konteks sistem tempat ia ditemukan.
Dalam konteks Bumi, oksigen terus-menerus diisi ulang di atmosfer kita oleh alga, sianobakteri, dan tumbuhan. Bagi siapa pun yang melihat atmosfer Bumi dari jauh, tingkat oksigen yang tinggi akan menjadi indikasi bahwa ada beberapa kimia menarik yang terjadi, karena oksigen di atmosfer kita tidak akan bertahan lama jika tidak diisi ulang (karena sifat reaktifnya yang tinggi). Namun, jika seseorang mencari oksigen sebagai tanda kehidupan di atmosfer Bumi sebelum terjadinya Great Oxygenation Event 2,4 miliar tahun yang lalu, mereka tidak akan menemukan apa-apa. Bumi akan terlihat biasa-biasa saja, meskipun sebenarnya dihuni oleh kehidupan.
“Sudah banyak pekerjaan yang dilakukan untuk memahami jenis biosignature kimia apa yang ada dan bagaimana mendeteksinya… kita cenderung menganggap kehidupan sebagai sesuatu yang biner, tetapi mendeteksi kehidupan tidak selalu biner, atau mudah, sama sekali,” kata Elizabeth “Zibi” Turtle dari Johns Hopkins Applied Physics Laboratory di konferensi tersebut. Turtle memimpin Europa Imaging System (EIS) di Europa Clipper.
Teknologi Canggih pada Europa Clipper
Salah satu teknologi paling menarik yang dibawa oleh Europa Clipper dalam perjalanannya ke sistem Jovian adalah Mass Spectrometer for Planetary Exploration, atau MASPEX. MASPEX akan mengumpulkan gas dan molekul yang ada di atmosfer Europa selama terbang lintas dekat pesawat ruang angkasa.
Bagaimana cara kerjanya? Instrumen ini membombardir bahan-bahan yang akan dikumpulkan dari atmosfer Europa dengan elektron berenergi tinggi (partikel bermuatan negatif), yang akan menghilangkan elektron dari bahan yang dikumpulkan. Ini mengubah molekul yang ditangkap menjadi ion bermuatan positif. Atom atau molekul menjadi terionisasi ketika menjadi versi dirinya yang lebih bermuatan positif atau lebih bermuatan negatif, yang dapat terjadi jika ia memperoleh atau kehilangan elektron atau proton, yang terakhir ini adalah partikel bermuatan positif.
Ion yang dihasilkan oleh MASPEX kemudian dapat dipercepat di sekitar “tabung drift” yang juga ada pada perangkat, di mana ion yang lebih ringan bergerak lebih cepat di sekitar tabung. Kecepatan pergerakan ion di tabung akan memberikan gambaran kepada ilmuwan tentang massa mereka, dan pada gilirannya, identitas mereka.
“Sementara tujuan utamanya adalah memahami kimia yang mengarahkan Europa, termasuk kemungkinan metabolisme yang mungkin terjadi di lautan Europa, spektrometer massa, dan penganalisis debu juga, memiliki kemungkinan untuk mengambil molekul organik besar termasuk asam amino dan hal-hal yang mungkin menjadi petunjuk adanya kehidupan — meskipun bukan bukti definitif dari kehidupan itu sendiri,” kata Vance di AbSciCon2024.
Jika MASPEX mampu mengidentifikasi molekul organik atau bahkan asam amino, serta memberikan indikasi bahwa bahan dari permukaan bulan memiliki jalur yang jelas ke lautan di bawahnya, ini akan memberi peneliti alasan besar untuk optimis tentang peluang kehidupan di Europa.
