NASA kończy budowę głównego kadłuba sondy Europa Clipper – będzie szukać życia na lodowym Jowiszu Europa

Artystyczne renderowanie statku kosmicznego Europa Clipper NASA. Źródło: NASA/JPL-Caltech

Jupiter’s icy moon takes a big step forward as engineers deliver a major component of the spacecraft.

Europa, Jupiter’s icy moon, almost certainly has a vast ocean beneath its icy shell. In fact, scientists believe this ocean contains more water than all of Earth’s oceans combined. The complex chemistry required for life as we know it to exist requires liquid water, making this ocean one of the key reasons astrobiologists want to study Europa.

NASA’s Europa Clipper will be equipped with science instruments needed to study Europa to see if it harbors conditions suitable for supporting life. It is expected to launch in 2024 and take several years to reach Jupiter. Once there, it will orbit the planet, during which it will soar past Europa some 45 times or so. During each flyby, it will scan the moon and then report the data back to Earth.

Now, the main body of NASA’s Europa Clipper spacecraft has just been delivered to the agency’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Southern California. Over the next two years there, engineers and technicians will finish assembling the craft by hand before testing it to make sure it can withstand the journey to Jupiter’s icy moon Europa.

NASA’s Europa Clipper spacecraft is visible in a main clean room at JPL, as engineers and technicians inspect it just after delivery in early June 2022. Credit: NASA/JPL-Caltech/Johns Hopkins APL/Ed Whitman

The spacecraft body is the mission’s workhorse. Standing 10 feet (3 meters) tall and 5 feet (1.5 meters) wide, it’s an aluminum cylinder integrated with electronics, radios, thermal loop tubing, cabling, and the propulsion system. With its solar arrays and other deployable equipment stowed for launch, Europa Clipper will be as large as an SUV; when extended, the solar arrays make the craft the size of a basketball court. It is the largest NASA spacecraft ever developed for a planetary mission.

“It’s an exciting time for the whole project team and a huge milestone,” said Jordan Evans, the mission’s project manager at JPL. “This delivery brings us one step closer to launch and the Europa Clipper science investigation.”

Ten film przedstawia dostawę rdzenia statku kosmicznego Europa Clipper NASA do Jet Propulsion Laboratory w południowej Kalifornii. Korpus statku kosmicznego został zaprojektowany i zbudowany przez Johns Hopkins Applied Physics Laboratory we współpracy z Jet Propulsion Laboratory i NASA Goddard Space Flight Center. Źródło: NASA/JPL-Caltech

Zaplanowany do startu w październiku 2024 r. Europa Clipper wykona prawie 50 lotów na pokładzie Europy, która, jak są przekonani naukowcy, znajduje się w wewnętrznym oceanie zawierającym dwa razy więcej wody niż ziemskie oceany razem wzięte. Ocean może obecnie mieć odpowiednie warunki do podtrzymywania życia. Dziewięć instrumentów naukowych sondy będzie zbierać dane o atmosferze, powierzchni i wnętrzu Europy — informacje, które naukowcy wykorzystają do pomiaru głębokości i zasolenia oceanu, grubości skorupy lodowej oraz potencjalnych pióropuszy, które mogą wyrzucać wody gruntowe w kosmos.

Narzędzia te już zaczęły docierać do Laboratorium Napędów Odrzutowych, gdzie od marca rozpoczęła się faza znana jako montaż, testy i operacje startowe. spektrometr ultrafioletowy, zwany Europa-UVS, przybył w marcu. Następnie pojawiła się kamera termowizyjna statku kosmicznego, E-TEMIS, przedstawiony przez naukowców i inżynierów kierujących jego rozwojem z Arizona State University. E-THEMIS to zaawansowana kamera na podczerwień zaprojektowana do mapowania temperatur Europy i pomagania naukowcom w znajdowaniu wskazówek na temat aktywności geologicznej Księżyca — w tym obszarów, w których woda w stanie ciekłym może znajdować się blisko powierzchni.

Oczekuje się, że do końca 2022 r. większość oprzyrządowania pokładowego i reszta instrumentów naukowych zostanie ukończona.

Statek kosmiczny NASA Europa Clipper został zdemontowany w głównym pomieszczeniu czystym w Jet Propulsion Laboratory, gdzie inżynierowie i technicy sprawdzają go zaraz po dostawie na początku czerwca 2022 roku. Źródło: NASA / JPL-Caltech / Johns Hopkins APL / Ed Whitman

Pełny pakiet

Laboratorium Fizyki Stosowanej Johna Hopkinsa (APL) w Laurel w stanie Maryland zaprojektowało obiekt Europa Clipper we współpracy z Jet Propulsion Laboratory i NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Maryland. „System lotu, który zaprojektowała, zbudowała i przetestowała APL — przy użyciu zespołu setek inżynierów i techników — był największym fizycznym systemem, jaki kiedykolwiek zbudowała APL” — powiedział Tom Magner z APL, zastępca kierownika projektu misji.

Prace nad jednostką główną trwają teraz w JPL.

„To, co dotarło do JPL, jest zasadniczo fazą montażu samą w sobie. Pod kierownictwem APL ta dostawa obejmuje pracę tej instytucji i dwóch centrów NASA. Teraz zespół przeniesie system na wyższy poziom integracji „- Evans powiedział.

Główny korpus statku kosmicznego NASA Europa Clipper pojawia się w jego ładowni, zaraz po przybyciu na pokład samolotu transportowego C-17 w bazie March Air Reserve Base w Riverside County w Kalifornii. Źródło: NASA/JPL-Caltech/Johns Hopkins APL/Ed Whitman

Główna konstrukcja to w rzeczywistości dwa ułożone w stos aluminiowe cylindry z gwintowanymi otworami do mocowania do ładunku statku kosmicznego: jednostka częstotliwości radiowej, monitory promieniowania, elektronika napędu, przetworniki i przewody. Podsystem RF będzie zasilał osiem anten, w tym masywną 3-metrową antenę o wysokim zysku. Sama sieć przewodów elektrycznych i złączy, zwana wiązką, waży 150 funtów (68 kilogramów); Gdyby był rozciągnięty, przebiegłby prawie 2100 stóp (640 metrów) – dwa razy więcej niż obwód boiska piłkarskiego.

Wytrzymałe sklepienie elektroniki, zaprojektowane tak, aby wytrzymać intensywne promieniowanie systemu Jowisza, zostanie zintegrowane z głównym podwoziem statku kosmicznego wraz z instrumentami naukowymi.

Wewnątrz głównego korpusu statku kosmicznego znajdują się dwa zbiorniki – jeden zawierający paliwo, a drugi środek utleniający – oraz rurki, które przeniosą swoją zawartość do szeregu 24 silników, gdzie zostaną połączone, aby wytworzyć kontrolowaną reakcję chemiczną, która wytwarza ciąg.

Główny korpus statku kosmicznego NASA Europa Clipper pojawia się w jego ładowni, gdy wchodzi do Jet Propulsion Laboratory w południowej Kalifornii. Źródło: NASA/JPL-Caltech/Johns Hopkins APL/Ed Whitman

„Nasze silniki mają dwa cele” — powiedział Tim Larson z Jet Propulsion Laboratory, zastępca kierownika projektu. „Używamy go do dużych manewrów, w tym gdy zbliżamy się do Jowisza i potrzebujemy dużego wypalenia, aby zostać uchwyconym na orbicie Jowisza. Ale jest również przeznaczony do mniejszych manewrów w celu zarządzania pozycją statku kosmicznego i dostrojenia przelotu Europy i innych Po drodze obiekty Układu Słonecznego”.

Te manewry, duże i małe, odegrają dużą rolę podczas sześcioletniej, liczącej 1,8 miliarda mil (2,9 miliarda km) podróży do tego oceanicznego świata, który Europa Clipper zacznie na poważnie badać w 2031 roku.

Więcej o misji

Misje takie jak Europa Clipper przyczyniają się do rozwoju astrobiologia, interdyscyplinarne badania nad zmiennymi i warunkami odległych światów, w których może istnieć życie takie, jakie znamy. Chociaż Europa Clipper nie jest misją do wykrywania życia, przeprowadzi szczegółowe badanie Europy i sprawdzi, czy lodowy księżyc z podpowierzchniowym oceanem ma potencjał podtrzymania życia. Zrozumienie zamieszkiwania Europy pomoże naukowcom lepiej zrozumieć ewolucję życia na Ziemi i możliwość znalezienia życia poza naszą planetą.

Laboratorium Napędu Odrzutowego, obsługiwane przez Kalifornijski Instytut Technologiczny w Pasadenie w Kalifornii, kieruje rozwojem misji Europa Clipper we współpracy z APL dla Dyrekcji Misji Naukowych NASA w Waszyngtonie. Biuro Programu Misji Planetarnych w NASA Marshall Space Flight Center w Huntsville w stanie Alabama zarządza programem misji Europa Clipper.