Wissenschaftler entwickeln derzeit eine Sonde, um das Wasser unter dicken Eisschichten beproben zu können. SUSI (Sonde Under Shelf Ice) soll zuerst in der Antarktis getestet werden. Danach wollen die Forscher sie auf dem Jupiter-„Eismond“ Europa einsetzen. Ihr Interesse gilt dabei besonders der biologischen Aktivität oder Lebensspuren und den physikalischen Aspekten des Lebensraums unter dem Eis.
Die Sonde ist im Stande, sich durch Schelfeis von bis zu 1.000 Meter Dicke zu schmelzen. SUSI wurde zur Erforschung von antarktischen subglazialen Seen, wie dem Wostoksee, am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) entwickelt. Jetzt wird die Sonde im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln für extraterrestrische Einsätze umgebaut.
Lebenssuche auf dem Eismond
Die Raumsonde Galileo entdeckte Hinweise auf einen subglazialen Ozean auf dem Jupiter-Mond Europa. Die Struktur und chemische Zusammensetzung dieses Ozeans haben viel Aufmerksamkeit regt, und dessen Erforschung ist ein wichtiges Ziel in der Astronomie und Astrobiologie. Die NASA plant zurzeit einen Satelliten (Jupiter Icy Moon Orbiter), der die Eismonde des Jupiter mittels Fernerkundung genauer untersuchen soll. Der Satellit soll frühestens 2017 gestartet werden und könnte eventuell auch eine Eissonde wie SUSI mitnehmen.
Tests in der Antarktis
Subglaziale Seen auf der Erde besitzen viele Ähnlichkeiten mit dem subglazialen Ozean auf dem Mond Europa. Deswegen sind, bevor es nach Europa geht, zunächst Tests zu der Erforschung von antarktischen subglazialen Seen wie dem Wostoksee in der Antarktis anvisiert. Hierfür ist eine kleine Sonde für die Probenahme von Wasser vorgesehen. Sobald die Sonde das Wasser unterhalb des Eises erreicht – typische Einschmelzgeschwindigkeiten der Sonde liegen bei einem Meter pro Stunde – sollte der Druckunterschied zwischen Eisschicht und Wassersäule einen Mechanismus für die Probenahme auslösen.
Nachdem der Ballast abgeworfen ist, schmilzt die Sonde sich wieder durch das Eis nach oben. Wenn die Sonde an der Eisoberfläche erscheint, können die Wissenschaftler sie mithilfe eines Peilsenders finden und bergen. Zusätzlich zu den in dem Schmelzkopf montierten Mikrosensoren für Sauerstoff-, pH (Säuregrad)- und Temperaturmessungen, soll SUSI mit einem Mikrobiophotometer und einem Massenspektrometer von sehr geringem Gewicht ausgerüstet werden.
Extraterrestrische Herausforderungen
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Ein paar Probleme gibt es aber noch zu lösen. Dadurch, dass die Struktur des Eises nicht gleichmäßig aufgebaut ist, könnte die Sonde sich leicht neigen oder sogar umkippen. In Laborversuchen konnten die Forscher die Neigung während des Schmelzens aber jetzt kontrollieren. Auch die Stromversorgung für die Heizung stellt noch ein Problem dar. Die Stromversorgung und die Gewinnung der Daten geschieht zurzeit über eine Kabelverbindung, was jedoch bei extraterrestrischen Einsätzen nicht praktikabel wäre. Die Wissenschaftler denken jetzt über eine autonome Energieversorgung nach. So könnte zum Beispiel die Zerfallswärme von radioaktiven Isotopen als Energiequelle genutzt werden.
„Die Schwierigkeit bei der Beprobung auf Europa wird die Landung und der Beginn des Einschmelzens ohne Atmosphäre sein. Dies findet bei sehr niedrigen Temperaturen (bis zu -220°C an der Oberfläche) und starker Strahlung statt, vor der die Apparatur geschützt werden muss“, erklärt Dr. Thomas Mock. Die Dicke der Eisschicht auf Europa ist nicht bekannt, aber wird auf bis zu 50 Kilometer geschätzt. Es wird also wichtig sein, eine Stelle zu finden, wo das Eis nicht zu dick ist für die Sonde.
(Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, 04.05.2004 – NPO)
