Europejska sonda kosmiczna Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) rozpocznie w przyszłym tygodniu ambitną wyprawę badawczą księżyców Jowisza. Ale misja obejmie tylko krótkie spojrzenie na potencjalnie życiodajny księżyc Europa. Dlatego.
przetrwanie przy tak małej mocy, jak połowa suszarki do włosów i wyposażony w „bunkier nuklearny” chroniący elektronikę przed promieniowaniem, Odkrywca lodowych księżyców Jowisza (JUICE) To cud techniki, któremu się nie oprze Europa Przez długi czas. mniejszy JowiszCztery główne księżyce mogą być najbardziej prawdopodobną lokalizacją na świecie Układ Słoneczny gościć życie pozaziemskie w pokrytym lodem oceanie; Jednak środowisko wokół Księżyca jest tak surowe, że według NASA zabiłoby statek kosmiczny w najlepszym razie w ciągu kilku miesięcy.
Podróż na Jowisza nigdy nie jest łatwa. Im bliżej się znajduję gigant gazowy A im dłużej będziesz przebywać w pobliżu, tym będzie to trudniejsze. Pięć razy dalej od słońce Z Ziemi Jowisz żyje w strefie zmierzchu Układu Słonecznego, otrzymując tylko około 4% światła słonecznego, które dociera do naszej planety. Oznacza to, że każdy odwiedzający statek kosmiczny, który chce polegać na energii słonecznej, musi mieć ogromne panele słoneczne. Wyzwania zaczynają się dopiero tutaj. Pole magnetyczne Jowisza jest 10 000 razy silniejsze niż Jowisza Grunt, co może mieć wpływ na pomiary naukowe statku kosmicznego, powiedział Justin Byrne, szef programów naukowych w Airbus Defence and Space, który kierował konsorcjum budującym statek kosmiczny JUICE. Co najgorsze, to super silne pole magnetyczne zatrzymuje cząstki naładowane przez Jowisza i jego pobliski, aktywny hiperwulkanicznie księżyc. Ayo Pompowanie przestrzeni wokół planety. W rezultacie poziomy promieniowania w bliskiej odległości od planety są tak wysokie, jak epicentrum wybuchu jądrowego.
Powiązany: Ha! Najbliższy widok księżyca Jowisza w oceanie Europa od 22 lat
Satelitarna choroba popromienna
Europa krąży wokół Jowisza w odległości 417 000 mil (671 000 km), prawie dwa razy większej niż odległość między Księżycem a Ziemią i jest drugim najbliższym księżycem Jowisza. Poziomy promieniowania wokół Europy nie są tak wysokie, jak wokół najbliższego Io, jednak naukowcy wiedzą, że dawka promieniowania, jaką obiekt na orbicie wokół Europy otrzymałby w ciągu jednego dnia, przy 5,4 Sv, jest ponad dwukrotnie większa niż wartość, spowodować u ludzi ciężką chorobę popromienną. Oczywiście statek kosmiczny nie jest człowiekiem, ale Byrne przyznaje, że te poziomy promieniowania przekraczają to, do czego projektanci statków kosmicznych są przyzwyczajeni.
„Jesteśmy tak przyzwyczajeni do promieniowania w kosmosie” – powiedział Byrne. „Misje orbitujące wokół Ziemi muszą przechodzić przez Ziemię pasy promieniowaniaAle poziom promieniowania nie jest nawet zbliżony do tego, jakiego doświadczyłby statek kosmiczny w pobliżu Jowisza”.
Wysoki poziom promieniowania to zła wiadomość dla elektroniki i paneli słonecznych. Im wyższa intensywność promieniowania, powiedział Byrne, tym szybciej zawodzą systemy elektroniczne i tym szybciej panele słoneczne ulegają degradacji. Z tego powodu specyficzne dla NASA Europa Clipper Misja nie będzie szukać śladów życia na Europie bezpośrednio z orbity Księżyca, ale zamiast tego będzie przeprowadzać krótkie okresowe wizyty na szerszej orbicie wokół Jowisza. Z tego powodu Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) wybrała największy i nieco wygodniejszy księżyc Jowisza Ganimedesjako główny cel JUICE.
Przytulny Ganimedes
Chociaż prawdopodobieństwo życia na Ganimedesie jest mniejsze niż na Europie, według naukowców księżyc nie jest nudny. Większy niż najmniejsza planeta Układu Słonecznego RtęćGanimedes jest największym księżycem w całym Układzie Słonecznym i jedynym, o którym wiadomo, że generuje własne pole magnetyczne. W 2034 roku, trzy lata po przybyciu sondy JUICE na Jowisza (jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem), Ganimedes stanie się pierwszym księżycem daleko od księżyca Ziemi. księżyc statek kosmiczny na orbicie.
Ganimedes krąży wokół Jowisza w odległości 665 000 mil (1 070 000 km) i jest trzecim najbliższym gazowym olbrzymem z czterech głównych księżyców. Byrne powiedział, że promieniowanie wokół Ganimedesa jest około 100 razy słabsze niż w Europie. Jednak sonda JUICE nie byłaby w stanie długo przetrwać w tym środowisku bez niektórych zastosowanych wcześniej rozwiązań.
Sercem statku kosmicznego jest 2,7-tonowe (2,42 tony metryczne) wyłożone ołowiem sklepienie, w którym znajduje się cała elektronika statku kosmicznego (z wyjątkiem instrumentów naukowych zaprojektowanych do badania ekstremalnego środowiska w systemie Jowisza).
„W soku są kilogramy ołowiu” – powiedział Byrne. „To skutecznie ogranicza ilość promieniowania, które może dotrzeć do urządzeń elektronicznych i przedłuża ich żywotność. Ale w końcu umrą. Nie można tego zatrzymać na zawsze”.
Byrne dodał, że gdyby statek kosmiczny miał udać się do Europy, ten mały, wyłożony ołowiem bunkier nuklearny musiałby być potężniejszy.
Śmierć paneli słonecznych
Ale chociaż istnieje rozwiązanie chroniące systemy elektroniczne, panele słoneczne są dość podatne na promieniowanie. Byrne uważa, że degradacja paneli słonecznych soku w trudnych warunkach wokół Jowisza doprowadzi do ostatecznego upadku misji.
Biorąc pod uwagę odległość Jowisza od Słońca i niską intensywność światła słonecznego wokół planety, panele słoneczne JUICE musiały być ogromne. Zaprojektowane jako dwa skrzydła w kształcie krzyża, dwie tablice zajmują powierzchnię 915 stóp kwadratowych (85 metrów kwadratowych). Pomimo tak ogromnych rozmiarów i rekordowej wydajności około 30%, macierze nie wytwarzają nawet wystarczającej ilości energii elektrycznej, aby zasilić suszarkę do włosów, powiedział Byrne.
„To naprawdę bardzo mała ilość energii, a ponieważ pogarsza się w ciągu swojego życia z powodu promieniowania, jego wydajność spadnie do punktu, w którym nie będzie wystarczającej ilości energii do wykonania zadania” – powiedział Byrne.
JUICE został zaprojektowany tak, aby przetrwać łącznie cztery lata okrążania najpierw Jowisza, a następnie Ganimedesa. Przed wejściem na orbitę Ganimedesa sonda wykona dwa przeloty obok Europy, 21 na najdalszym i najmniej zbadanym księżycu Kalistoi 12 na Ganimedesie. Byrne jest przekonany, że inżynierowie i współpracownicy Airbusa z całej Europy zbudowali statek kosmiczny o mocy wystarczającej do wykonania swojej misji. Jednak JUICE prawdopodobnie nie przekroczy oczekiwanej długości życia, w przeciwieństwie do wielu innych misji.
„Może to potrwać trochę dłużej, ale nie będzie trwało 10 lat, jak wiele innych misji” – powiedział Byrne.
Oprócz środowiska o intensywnym promieniowaniu misja zużyje również ogromne ilości paliwa ze względu na dużą liczbę pochłaniających paliwo lotów z Księżyce Jowisza.
„Będzie wiele poprawek kursu, zmian kursu” – powiedział Byrne. „Będzie to wymagało dużo paliwa. Więc albo najpierw skończy ci się paliwo, albo panele słoneczne się rozłożą, a to zakończy pracę”.
Operatorzy będą chcieli zakończyć misję JUICE na czas, wysyłając ją do katastrofy na Ganimedesie, aby zapobiec przekształceniu się statku kosmicznego w element wymykający się spod kontroli. kosmiczne śmieci I prawdopodobnie zderzy się później z Europą, zanieczyszczając ją ziemskimi drobnoustrojami. Ponieważ naukowcy uważają, że Ganimedes nie może być siedliskiem życia, a jego powierzchnia nie wydaje się stykać z podpowierzchniowym oceanem (w przeciwieństwie do bardziej aktywnej Europy), eksperci nie martwią się, że JUICE zablokuje czyste skorupa lodowa. .
Co więc trzeba by zrobić, aby wysłać sok na orbitę wokół Europy?
Ale czy przy tych wszystkich wyzwaniach oznacza to, że statek kosmiczny nie może okrążyć Europy, najbardziej prawdopodobnego miejsca w Układzie Słonecznym dla życia pozaziemskiego?
Byrne mówi, że inżynierowie badają obecnie te możliwości w nadziei na wysłanie wysterylizowanego lądownika do Europy w odległej przyszłości.
„To wyzwanie, aby być widzianym” – powiedział Bayern. „Potrzebowałbyś większej ochrony elektroniki i prawdopodobnie znacznie większych paneli słonecznych. To oznaczałoby znacznie większą masę. Ale prawdopodobnie możemy to zrobić”.
Takie zadanie wg Zestaw startowy JUICE z ESA (Otwiera się w nowej karcie), wystartował dopiero wiele lat po tym, jak NASA JUICE i Clipper (planowany start w przyszłym roku) zakończyły swoje misje. Dwa zadania, które zakończą się sukcesem Juno z NASA Statek kosmiczny, który bada Jowisza od 2016 roku, przygotowuje grunt pod nasze ostatnie spotkanie z potencjalnym życiem mikrobiologicznym na Europie.
Śledź Teresę Poltarovą na Twitterze @pracownik (Otwiera się w nowej karcie). Podążaj za nami na Twitterze @pracownik (Otwiera się w nowej karcie) i dalej Facebook (Otwiera się w nowej karcie).
