"Пушистый лёд" на спутниках Юпитера и Сатурна может оказаться слишком неплотным, чтобы выдержать массу будущих посадочных аппаратов

Немного посмеялись и пока хватит. NASA выделяет Европу и Энцелад как небесные тела с наибольшими шансами найти жизнь за пределами Земли. Планетологи считают, что под их ледяными оболочками этих лун могут скрываться океаны жидкой воды.

Но новое исследование выявило серьёзную проблему для будущих миссий — "пушистый лёд".. Если криовулканы действительно играют роль в формировании ледяных покровов на Европе и Энцеладе, экстремально низкое давление приводит к образованию слоистого, очень пористого льда. Этот лёд напоминает текстурой круассан. В исследовании, опубликованном на сайте Earth and Planetary Science Letters, учёные провели эксперимент в вакуумной камере, чтобы имитировать условия на этих спутниках.

Вода в эксперименте замерзала в хрупкие слои толщиной около 20 сантиметров на смоделированной Европе и до 20 метров на Энцеладе. Такие условия представляют опасность для посадочных аппаратов. Представьте дорогостоящий зонд, который после долгого перелёта к Европе пробивает лёд и тонет.

Войтех Паточка, автор исследования и геофизик из Карлова университета в Чехии, написал в своем исследовании следующее: "Замерзание воды при низком давлении зависит от выходящего пара. Эти хрупкие слои могут достигать нескольких метров толщины, что угрожает посадкам космических аппаратов."

Человечество впервые увидело Европу в 1979 году, когда мимо Юпитера пролетел "Вояджер-1". Его преемник, "Вояджер-2", сделал снимки Энцелада с более высоким разрешением в 1981 году. Эти спутники были открыты гораздо раньше, но детальные изображения их ледяных поверхностей пробудили интерес учёных к поиску воды и признаков жизни.

Миссии "Галилео" и "Кассини-Гюйгенс" предоставили данные о далёких спутниках, подтвердив активный криовулканизм на Энцеладе — извержения газов и летучих веществ, которые быстро замерзают. На Европе такие процессы пока лишь предполагаются.

Учёные понимают, что наличие воды не гарантирует жизнь, но уникальный состав поверхности даёт подсказки о неизвестных на Земле астробиологических и химических процессах.

Паточка признал, что подобный эксперимент следовало провести давно. Он с коллегами провёл масштабный эксперимент в вакуумной камере "Джордж" в Открытом университете Великобритании, моделируя марсианские условия.

Команда использовала 49 килограммов слабосолёной воды, снизив температуру и давление до значений, характерных для внешней Солнечной системы. Исследователи выделили три стадии замерзания:

1. Отсутствие давления заставляет воду кипеть, образуя слои корковидного льда, которые поднимаются благодаря выходящим парам.

2. Замерзают газовые карманы.

3. На дне формируется нижний слой прозрачного льда с меньшим количеством пузырьков.

Структура льда действительно напоминает воздушный круассан, отсюда и название "пушистый лёд".

Крупнейшие космические агентства продолжают отправлять аппараты к дальним рубежам Солнечной системы. Зонд JUICE от ESA достигнет Юпитера в 2031 году, а Europa Clipper от NASA — в 2030 году. NASA и ESA совместно с JAXA планируют новые миссии.

Планетолог миссии Europa Clipper Ингрид Добар также предупредила, что пористый лёд на Европе создаст значительные инженерные сложности и потребует пересмотра типа посадочных механизмов.

Пористая природа и глубина криовулканических структур на Европе и других подобных телах могут сделать посадку небезопасной. Инженерам придётся учитывать эти особенности местного рельефа.

Учёные из команды Паточки планируют продолжить изучение этого феномена. Они хотят понять, как процесс замерзания солёной воды влияет на плотность и структуру криовулканических потоков. Это поможет точнее воспроизвести условия на поверхности Европы.

Однако не исключено, что ситуация окажется похожей на ту, когда некоторые учёные в разгар первой холодной войны и первой космической гонки думали, что лунная поверхность слишком неровная для посадки космических кораблей и космические аппарата просто утонут в лунной пыли. Но, как оказалось, посадка на Луну возможна, так же как и на ледяные миры.