Vệ tinh Europa của sao Mộc có thể tồn tại sự sống

Mặt Trăng là bước đầu tiên, Sao Hỏa thử thách khả năng của chúng ta, nhưng Europa mới chính là phần thưởng cho loài người

Phần thưởng của con người, hành tinh nước Europa.

Vệ tinh băng đá Europa có lẽ là điểm đến thách thức nhất trong hệ mặt trời của chúng ta. Trong nhiều năm, các nhà khoa học đã cố gắng khởi động một dự án thám hiểm vệ tinh bí ẩn nhất của sao Mộc, nhưng các vấn đề tài chính đã khiến nhiều dự án bị chôn vùi cho đến tận ngày nay.

JUICE là tên của dự án thám hiểm đầy tham vọng của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) đến hành tinh Sao Mộc. Dự án này sẽ đến thăm các vệ tinh núi lửa và băng đá của Sao Mộc – bao gồm vệ tinh núi lửa Io, vệ tinh băng đá Europa, vệ tinh Ganymede khổng lồ, và vệ tinh Callisto lồi lõm (bề mặt Callisto đầy hố thiên thạch) – trong thập niên 2030. Nhưng nó sẽ chỉ chụp được hình ảnh bề mặt của Europa từ một vài vòng bay cự li gần. Sau công bố về Europa Clipper, một dự án của NASA, giờ đây việc khám phá chi tiết vệ tinh Europa có vẻ như sắp thành hiện thực.

Thật khó để miêu tả hết sự phấn khích các nhà khoa học hành tinh sau nhiều năm chờ đợi, khi mọi con mắt loài người đều hướng về sao Hỏa.  Chuyến thăm dò này có thể trả lời câu hỏi của các nhà khoa học về điều kiện sinh tồn của một hành tinh.

Một hành tinh đầy nước

Europa là vệ tinh nhỏ nhất và có bề mặt mịn màng nhất trong bốn mặt trăng của Galile (bốn mặt trăng này được Galile khám phá vào năm 1609 đến 1610 bao gồm Io, Europa, Ganymede, Callisto). Với chiều dài 1.940 dặm, nó có kích thước khoảng một phần tư của Trái Đất, có cấu tạo hỗn hợp của băng và đất đá. Khi tàu thám hiểm Galileo bay qua Europa vào những năm 1990, nó phát hiện ra bằng chứng của một đại dương ngầm dưới bề mặt tinh cầu này: một vùng nước sâu, tối đen, ẩn dưới lớp vỏ băng.

Lớp nước này không đóng băng hoàn toàn vì nó bị xoay chuyển liên tục bởi lực hấp dẫn mạnh mẽ khi Europa quay quanh sao Mộc với chu kỳ bằng 3,5 ngày Trái Đất. Hơn nữa, các nhà khoa học tin rằng đại dương này tiếp xúc trực tiếp với các bề mặt băng và lớp vỏ silicat của Europa, và đem theo tất cả các thành phần cần thiết cho một môi trường sinh tồn: chất lỏng, nguồn năng lượng, và nguồn khoáng chất/chất dinh dưỡng.Chúng ta đều biết rằng sự sống trên Trái đất đều có thể nảy sinh ngay cả trong những điều kiện môi trường khắc nghiệt nhất (ví dụ, những vi khuẩn được gọi là sinh vật siêu phàm, có thể tồn tại trong những điều kiện cực kỳ khắc nghiệt), như vậy có thể – chỉ có thể thôi – rằng đại dương ngầm của Europa cũng có thể tồn tại sự sống.

4 vệ tinh của Sao Mộc được Galile phát hiện: Io, Europa, Ganymede và Callisto. (NASA)

Các nhà khoa học kỳ vọng điều gì

Ngay cả JUICE hay Clipper đều không đến được bề mặt hoặc các đại dương bên dưới – đó vẫn còn là một thách thức công nghệ quá lớn. Nhưng nếu có sự sống được phát hiện bên ngoài Trái đất, đặc biệt là ở một nơi càng xa mặt trời như Mộc tinh và các vệ tinh của nó, điều này có nghĩa rằng sự sống có ở khắp nơi trong vũ trụ chúng ta.

Chúng ta phải bắt đầu khám phá Europa qua thăm dò quỹ đạo: chụp hình ảnh và thực hiện phân tích quang phổ các thành phần cấu tạo và địa chất của bề mặt, và các điều kiện bức xạ, từ trường, plasma điện từ trường quét qua nó. Với thiết bị ra-đa thâm nhập băng, chúng ta có thể thăm dò qua lớp vỏ băng giá, thậm chí đến tận đại dương ngầm để tìm hiểu các lực tác động tạo nên hành tinh băng giá này.

Europa với “địa hình hỗn loạn ” gây ra bởi sự đóng băng và tan chảy lặp đi lặp lại. (NASA)

Bề mặt đứt đoạn và nứt nẻ của Europa khá trẻ về mặt địa chất, và tương đối không lồi lõm. Các cấu trúc mà thiết bị thăm dò của tàu Galileo quan sát được từ quỹ đạo cho thấy quá trình đóng băng-tan rã, làm các tảng băng kẹt vào biển băng, tạo ra các hình dạng rải rác được gọi là địa hình hỗn loạn. Những vệt tối màu song song đan chéo qua những dải sáng, có thể do các hoạt động kiến tạo hoặc các quá trình địa chất khác.

Đáng ngạc nhiên nhất là quan sát của kính viễn vọng Hubble vào năm 2012 cho thấy bằng chứng về những luồng hơi hoặc các mạch nước lớn đang phun trào hàng chục cây số qua cực nam của Europa, có khả năng đã tạo nên một bầu khí quyển mỏng cho tinh cầu này. Nếu chúng ta có thể trực tiếp lấy mẫu những luồng hơi này, chúng ta có thể biết được sơ qua thành phần của đại dương sâu thẳm.

Vấn đề chỉ là sớm hay muộn

Vì những lý do này và còn nhiều hơn nữa, Europa vẫn là mục tiêu ưu tiên nhất trong những dự án thăm dò tương lai. Có hai dự án thăm dò hệ hành tinh sao Mộc bắt nguồn từ nhiều năm nghiên cứu trong NASA và ESA. Có một thời gian một dự án chung, dự án thăm dò kết hợp Europa và hệ hành tinh Sao Mộc, đã được lên kế hoạch nhưng không được tiến hành vì hạn chế về kinh phí.

Ngày nay, JUICE là một dự án đầy tiềm năng, đã được thông qua một nghiên cứu đầy đủ và giai đoạn chi tiết để xây dựng tàu thám hiểm. Nếu mọi việc diễn tiến theo kế hoạch, JUICE sẽ được khởi động trong năm 2022 và đến Sao Mộc vào năm 2030. Sau hai năm với nhiều tàu thăm dò được phóng đi để khám phá sao Mộc , các vệ tinh, các vành đai và từ quyển của nó, đây sẽ trở thành tàu vũ trụ đầu tiên của loài người khám phá một hành tinh băng đá, mục tiêu là Ganymede vào cuối năm 2032 . Nếu khoản tài trợ công bố gần đây bởi NASA được xác nhận, dự án Europa Clipper có thể sẽ còn được tiến hành nhanh hơn, sử dụng một tên lửa mới (có tên là Space Launch System có khả năng đưa cả con người) và đẩy nó về phía Europa chỉ trong vòng một vài năm, có khả năng đến trước hoặc thậm chí cùng một lúc như JUICE.

Clipper sẽ tiến hành nhiều vòng bay thăm dò Europa (có thể 45 hoặc nhiều hơn trong vòng ba năm) mà không cần trực tiếp nhập quỹ đạo, nhưng sẽ cung cấp các hình ảnh độ phân giải cao cần thiết để cuối cùng chọn một điểm đích cho một số người máy thám hiểm trong tương lai. Mặc dù dự án đáp xuống hành tinh trong tương lai hiện tại đang vượt ngoài kinh phí, nhưng thật thú vị khi nghĩ rằng một ngày nào đó chúng ta sẽ được nhìn thấy hình ảnh chụp khung cảnh băng giá và khắc nghiệt của hành tinh này, với Sao Mộc lơ lửng trên bầu trời màu đen ở phía trên.