नासाचे युरोपा क्लिपर १४ ऑक्टोबर २०२४ रोजी निघाले, ३ डिसेंबर २०२६ रोजी पृथ्वीजवळून जाणार आणि २०३१ पासून गुरूच्या सागरी चंद्रावरून ४९ वेळा जवळून जाणार

नासाच्या मोहीम वेळापत्रकानुसार, युरोपा क्लिपर ३ डिसेंबर २०२६ रोजी सुमारे ३,२०० किलोमीटर (२,००० मैल) अंतरावरून पृथ्वीजवळून जाईल. हा गुरुत्वाकर्षण साहाय्याचा टप्पा आहे, म्हणजे ग्रहाच्या ओढीतून ऊर्जा उसनी घेणारा वळसा, आणि एप्रिल २०३० मध्ये गुरूजवळ पोहोचून युरोपा चंद्राजवळून ४९ वेळा जाण्यास सुरुवात करण्यापूर्वीचा हा यानाचा शेवटचा मोठा मार्गबदल आहे.

युरोपाच्या पृष्ठभागाखाली जीवसृष्टीला आधार देऊ शकतील अशी ठिकाणे आहेत का, हे ठरवणे हे नासाने सांगितलेले उद्दिष्ट आहे. बर्फाचे कवच आणि त्याखालचा सागर, चंद्राची रासायनिक रचना आणि त्याचे भूविज्ञान, ही तिची तीन उद्दिष्टे आहेत.

फ्लोरिडाहून गुरूपर्यंत, मंगळ आणि पृथ्वीमार्गे

यान १४ ऑक्टोबर २०२४ रोजी दुपारी १२:०६ वाजता (अमेरिकेच्या पूर्व दिवसप्रकाश वेळेनुसार) केनेडी स्पेस सेंटरच्या लाँच कॉम्प्लेक्स ३९ए वरून स्पेसएक्सच्या फाल्कन हेवी रॉकेटवरून झेपावले. नासा संपूर्ण प्रवास सुमारे १.८ अब्ज मैल (२.९ अब्ज किलोमीटर) असल्याचे सांगते.

मार्ग मुद्दाम वाकडा ठेवला आहे. जेपीएल म्हणते की मंगळ आणि पृथ्वीचे साहाय्य नसते तर यानाला अतिरिक्त इंधन लागले असते. १ मार्च २०२५ रोजी ते मंगळापासून सुमारे ५५० मैल (८८४ किलोमीटर) उंचीवरून गेले.

अभियंत्यांनी या वळशाचा वापर अशा एका चाचणीसाठी केला जी पृथ्वीवर करणे अशक्य होते, असे जेपीएल म्हणते. यान मंगळापासून सुमारे ५,००० किलोमीटर उंचीवरून ८८४ किलोमीटरपर्यंत खाली येत असताना बर्फात शिरणारे रडार सुमारे ४० मिनिटे चालू ठेवण्यात आले, आणि त्याने ६ गिगाबाइट माहिती परत पाठवली. टेक्सास विद्यापीठाच्या ऑस्टिन येथील डॉन ब्लँकेनशिप यांनी, जे रडारचे मुख्य संशोधक आहेत, सांगितले की उपकरणाच्या प्रत्येक भागाने ठरल्याप्रमाणे काम केले.

पृथ्वीजवळचा वळसा हे एक अंशांकन सत्रही आहे. हाजे कोर्थ, रॉबर्ट पापालार्डो आणि बोनी बुराती यांच्या एका सारांशानुसार, त्यातून पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राच्या आधारे चुंबकमापकाचे परिपूर्ण अंशांकन आणि पृथ्वीजवळच्या इतर यानांच्या आधारे प्लाझ्मा उपकरणाचे परस्पर अंशांकन करता येईल.

गुरूजवळ पोहोचल्यावर कक्षेत शिरण्यासाठी वेग कमी करायला सुमारे सहा तास इंजिन चालू ठेवले जाईल, आणि त्या कामगिरीदरम्यान गॅनिमीडजवळून जाणे होईल, असे नासाच्या वेळापत्रकात म्हटले आहे. युरोपाजवळून पहिला प्रवास २०३१ च्या वसंत ऋतूत होईल. यान युरोपाभोवती कधीच फिरत नाही. ते गुरूभोवती मोठ्या वर्तुळाकार मार्गाने फिरते आणि आत झेप घेते, पृष्ठभागापासून १६ मैल (२५ किलोमीटर) इतक्या कमी उंचीपर्यंत. वेळापत्रकात सप्टेंबर २०३४ ही मोहीम संपण्याची संभाव्य वेळ दिली आहे, आणि यानाला गॅनिमीडवर नियोजनपूर्वक नष्ट करायचे आहे.

गॅलिलिओच्या चुंबकमापकाला काय आढळले

नासा म्हणते की युरोपावर बर्फाखाली द्रव पाण्याचा सागर असल्याचे ठाम पुरावे आहेत, ज्यात पृथ्वीच्या जागतिक सागरापेक्षा सुमारे दुप्पट पाणी आहे. तो कोणीही चाखलेला नाही, आणि त्याचा पुरावा दुरूनच उभा केला गेला.

पहिला ठाम पुरावा नासाच्या गॅलिलिओ यानावरील चुंबकमापकाकडून आला. २२ ऑक्टोबर १९९८ च्या नेचर संशोधनपत्रात के. के. खुराणा, मार्गारेट किव्हेल्सन आणि इतर पाच सहलेखकांनी युरोपा आणि कॅलिस्टोजवळ गुरूच्या चुंबकीय क्षेत्रात आढळलेल्या अडथळ्यांची नोंद केली. त्यांनी हे अडथळे त्या चंद्रांमध्ये निर्माण झालेल्या प्रेरित चुंबकीय क्षेत्रांमुळे असल्याचे मानले, आणि निष्कर्ष काढला की प्रत्येक पृष्ठभागाच्या अगदी खाली लक्षणीय विद्युत वाहकतेचा एक थर असण्याची शक्यता सर्वाधिक आहे, आणि खारे द्रव पाणी हे त्याचे सर्वोत्तम स्पष्टीकरण आहे.

त्यानंतर दुसरा निकाल आला. नासाने २५ ऑगस्ट २००० रोजी, सायन्समधील एका संशोधनपत्राच्या आधारे, कळवले की जानेवारी २००० मधील जवळच्या प्रवासात युरोपावर गुरूचे क्षेत्र १९९६ आणि १९९८ च्या तुलनेत उलट दिशेने होते. खाऱ्या पाण्याचा थर या उलटफेरीला कसा प्रतिसाद देईल हे संशोधकांच्या प्रारूपाने आधीच वर्तवले होते, आणि माहिती त्याच्याशी जुळली. नासाच्या स्वतःच्या निवेदनात एक मर्यादा नमूद केली होती: “पुरावा अजूनही अप्रत्यक्ष आहे आणि त्यासाठी अनुमानाच्या अनेक पायऱ्या लागतात.”

वरचा बर्फ किती जाड आहे हा प्रश्न अजूनही खुला आहे. २९ सप्टेंबर २०२२ रोजी सुमारे ३६० किलोमीटर अंतरावरून जुनो यानाने केलेल्या प्रवासातून एक अंदाज मिळाला, जो जेपीएलने २७ जानेवारी २०२६ रोजी जाहीर केला: निरीक्षण केलेल्या प्रदेशात सरासरी सुमारे १८ मैल (२९ किलोमीटर). जुनोचे प्रकल्प वैज्ञानिक स्टीव्ह लेव्हिन म्हणाले की हा आकडा फक्त थंड, कडक बाह्य थराचा आहे, त्याखालच्या अधिक उबदार थरामुळे जाडी वाढेल, तर बर्फातील विरघळलेल्या मिठामुळे अंदाजातून सुमारे ३ मैल कमी होतील.

मे २०२६ मध्ये कमजोर झालेले फवाऱ्यांचे दावे

युरोपावरून बाहेर पडणारी पाण्याची वाफ मिळाली तर यानाला उतरल्याशिवाय सागराचा नमुना घेता येईल. हा दावा हबल अवकाश दुर्बिणीवर काम करणाऱ्या दोन गटांच्या संशोधनावर उभा आहे.

लोरेन्झ रॉथ यांच्या नेतृत्वाखालील २०१४ च्या संशोधनपत्रात युरोपाच्या दक्षिण गोलार्धावर अतिनील प्रारणाचे उत्सर्जन नोंदवले होते, जे त्यांनी फवाऱ्यांमुळे असल्याचे मानले. २०१६ मध्ये स्पेस टेलिस्कोप सायन्स इन्स्टिट्यूटच्या विल्यम स्पार्क्स यांच्या नेतृत्वाखालील गटाने, गुरूच्या तबकडीवरून जाणाऱ्या युरोपाच्या हबलच्या १० प्रतिमांपैकी ३ मध्ये, १५ महिन्यांत, संभाव्य फवारे पाहिले. नासाच्या निवेदनात त्यांची उंची सुमारे १२५ मैल (२०० किलोमीटर) असल्याचा अंदाज होता, आणि दोन्ही गटांनी फवारे एकाच वेळी नोंदवलेले नव्हते असेही म्हटले होते. नासाचे जेफ योडर म्हणाले की असे फवारे, “जर ते खरोखर अस्तित्वात असतील तर,” पृष्ठभागाखालचे नमुने घेण्याचा आणखी एक मार्ग देऊ शकतात.

१८ मे २०२६ रोजी साउथवेस्ट रिसर्च इन्स्टिट्यूटने हबलच्या स्पेक्ट्रोग्राफच्या १४ वर्षांच्या माहितीचे पुनर्विश्लेषण कळवले, जे अॅस्ट्रॉनॉमी अँड अॅस्ट्रोफिजिक्समध्ये प्रकाशित झाले. मुख्य लेखक रॉथ म्हणाले की फवाऱ्यांबद्दल गटाचा मूळ ९९.९ टक्के विश्वास ९० टक्क्यांपेक्षा कमी झाला. नवी माहिती २०१४ मधील फवाऱ्यांना दुजोरा देत नाही आणि त्यांना नाकारतही नाही. एसडब्ल्यूआरआयच्या निवेदनानुसार २०३० मध्ये पोहोचणारे क्लिपर कदाचित याचा तपास करील.

नऊ उपकरणे आणि एक रेडिओ प्रयोग

नासा नऊ विज्ञान उपकरणांची यादी देते, तसेच यानाच्या संपर्क प्रणालीचा वापर करणारा एक गुरुत्वाकर्षण आणि रेडिओ विज्ञान प्रयोग.

• REASON (Radar for Europa Assessment and Sounding: Ocean to Near-surface) हे बर्फात शिरणारे रडार आहे. बर्फाच्या कवचाच्या आत पाण्याचे कप्पे शोधणे हा त्याचा हेतू आहे, आणि त्याखालचा सागरही त्याला सापडू शकेल. पृथ्वीवर लक्ष ठेवणाऱ्या, इस्रोसोबत बांधलेल्या उपग्रहावरील नासाचे वेगळे रडार निसार लेखात घेतले आहे.
• ECM (Europa Clipper Magnetometer) सागराची खातरजमा करण्यासाठी आणि त्याची खोली व खारटपणा ठरवण्यासाठी चुंबकीय क्षेत्र मोजतो. त्याचे संवेदक २८ फूट (८.५ मीटर) लांब बूमवर बसवलेले आहेत.
• PIMS (Plasma Instrument for Magnetic Sounding) युरोपाभोवतीचा प्लाझ्मा मोजतो, म्हणजे त्याचे अडथळे सागराने प्रेरित केलेल्या क्षेत्रापासून वेगळे करता येतात.
• MASPEX (MAss Spectrometer for Planetary EXploration/Europa) युरोपाच्या विरळ वातावरणातील वायूंचे आणि कोणत्याही फवाऱ्यांचे विश्लेषण करतो.
• SUDA (SUrface Dust Analyzer) चंद्रावरून उडालेल्या धुळीच्या कणांची रसायनशास्त्रीय ओळख पटवतो, ज्यात सागराच्या खारटपणाचे सुगावे असू शकतात.
• EIS (Europa Imaging System) मध्ये रुंद आणि अरुंद कोनाचे कॅमेरे आहेत, प्रत्येकाला आठ मेगापिक्सेलचा संवेदक, रंगीत आणि त्रिमितीय प्रतिमांसाठी.
• E-THEMIS (Europa Thermal Emission Imaging System) उष्णतेचा नकाशा बनवून उबदार जागा शोधतो, जिथे पाणी पृष्ठभागाजवळ असू शकते किंवा उसळून बाहेर आले असू शकते.
• Europa-UVS (Europa Ultraviolet Spectrograph) अतिनील प्रकाश वाचून वायू आणि पृष्ठभागावरील पदार्थ ओळखतो आणि फवारे शोधतो.
• MISE (Mapping Imaging Spectrometer for Europa) हा अवरक्त वर्णपटमापक बर्फ, क्षार आणि सेंद्रिय संयुगांचे नकाशे बनवतो.
• गुरुत्वाकर्षण आणि रेडिओ विज्ञान यानाच्या रेडिओ संकेतातील सूक्ष्म बदल नोंदवते, आणि युरोपा गुरूभोवती फिरताना तो किती दबतो आणि ताणला जातो ते मोजते.

वीज पाच-पाच पटलांच्या दोन सौर पंखांमधून येते, प्रत्येकी सुमारे १४.२ बाय ४.१ मीटर, एकूण पसारा ३०.५ मीटरपेक्षा जास्त. प्रेस किटनुसार मुख्य मोहिमेदरम्यान ते किमान ७०० वॅट वीज देतात.

गुरूच्या किरणोत्सारापासून बचावासाठी तिजोरी

जेपीएल म्हणते की गुरूचे चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वीपेक्षा २०,००० पट प्रबळ आहे आणि सूर्य वगळता सौरमालेतील सर्वात तीव्र किरणोत्सार तिथे आहे. विज्ञान उपकरणे, मार्गदर्शन आणि उष्णता वाहून नेणारे पंप चालवणारी विद्युत मंडळे प्रणोदन विभागाला बसवलेल्या एका तिजोरीत ठेवली आहेत.

नासाची पाने या भिंतींचे वर्णन वेगवेगळ्या प्रकारे करतात. ऑक्टोबर २०२३ चा जेपीएलचा लेख तिजोरी अॅल्युमिनियमची, अर्ध्या इंचापेक्षा थोडी कमी (१ सेंटिमीटर) जाडीची असल्याचे म्हणतो आणि ती ७ ऑक्टोबर २०२३ रोजी बंद केल्याचे सांगतो. प्रेस किट ९.२ मिलिमीटरपर्यंत जाडीचे अॅल्युमिनियम-जस्त मिश्रधातूचे पत्रे सांगते, आणि मोहीम आढावा टायटॅनियम आणि अॅल्युमिनियम म्हणतो. यापैकी कोणत्याही पानावर किरणोत्सार मात्रेचा आकडा दिलेला नाही. जेपीएलचे स्वतःचे शब्द असे आहेत की तिजोरी बहुतेक विद्युत भागांसाठी किरणोत्सार स्वीकार्य पातळीपर्यंत कमी करेल.

ज्यूस, युरोपीय सोबती

युरोपियन स्पेस एजन्सीचे ज्युपिटर आयसी मून्स एक्सप्लोरर, ज्यूस, १४ एप्रिल २०२३ रोजी फ्रेंच गयानातील युरोपच्या अवकाशतळावरून एरियन ५ रॉकेटवरून प्रक्षेपित झाले, जेम्स वेब अवकाश दुर्बिणीसाठी वापरलेले तेच रॉकेट आणि तोच प्रक्षेपण तळ. ईएसएने गुरूच्या कक्षेत शिरण्याची योजना २० जुलै २०३१ साठी आखली आहे, क्लिपरच्या एक वर्ष नंतर. ज्यूसवर दहा उपकरणे आहेत आणि गॅनिमीडभोवती फिरण्यासाठी बनवलेले हे पहिले यान आहे.

ज्यूस २८ सप्टेंबर २०२६ रोजी पृथ्वीजवळून गेले, हिंदी महासागरावर ८,६४० किलोमीटर उंचीवरून, ११:४५ यूटीसी वाजता. ईएसए म्हणते की त्यामुळे त्याचा मार्ग २० अंशांनी वळला आणि त्याच्या वेगात प्रति सेकंद ३.५ किलोमीटरची भर पडली. शेवटचा पृथ्वी वळसा जानेवारी २०२९ मध्ये आहे.

क्लिपरच्या ४९ फेऱ्यांशेजारी ज्यूसचे युरोपावरील काम अल्प आहे. ईएसएच्या दौरा तक्त्यात दोन फेऱ्या दिल्या आहेत, २ जुलै २०३२ आणि १६ जुलै २०३२ रोजी, प्रत्येकीत सर्वात जवळचे अंतर ४०१ किलोमीटर.