Het Europese ruimtevaartuig Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) wordt volgende week gelanceerd voor een ambitieuze verkenningstocht langs de manen van Jupiter. Maar de missie zal slechts een korte glimp opvangen van de potentieel levengevende maan Europa. Dit is waarom.
overleven op zo weinig stroom als een halve föhn en met een “nucleaire bunker” om de elektronica tegen straling te beschermen, Jupiter’s Icy Moons Explorer (JUICE) Het is een technologisch wonder dat er niet tegenop kan Europa Voor een lange tijd. kleiner JupiterDe vier grote manen zijn misschien wel de meest waarschijnlijke locatie ter wereld Zonnestelsel om buitenaards leven te huisvesten in zijn met ijs bedekte oceaan; De omgeving rond de maan is echter zo ruw, dat het volgens NASA in het beste geval een ruimtevaartuig binnen een paar maanden zou doden.
Naar Jupiter gaan is nooit gemakkelijk. Hoe dichterbij ik kom gas gigant En hoe langer je in de buurt blijft, hoe moeilijker het wordt. Vijf keer weg van zon Vanaf de aarde leeft Jupiter in de schemerzone van het zonnestelsel en ontvangt slechts ongeveer 4% van het zonlicht dat onze planeet krijgt. Dit betekent dat elk bezoekend ruimtevaartuig dat op zonne-energie wil vertrouwen, enorme zonnepanelen moet hebben. De uitdagingen beginnen pas hier. Het magnetische veld van Jupiter is 10.000 keer sterker dan dat van Jupiter Land, wat een impact zou kunnen hebben op de wetenschappelijke metingen van het ruimtevaartuig, vertelde Justin Byrne, hoofd van de wetenschappelijke programma’s bij Airbus Defence and Space, die het consortium leidde dat het JUICE-ruimtevaartuig bouwde, aan Space.com. Het ergste van alles is dat dit supersterke magnetische veld deeltjes vasthoudt die worden opgeladen door Jupiter en zijn nabijgelegen, hypervulkanisch actieve maan. Ajo Pompruimte rond de planeet. Als gevolg hiervan zijn de stralingsniveaus in de nabijheid van de planeet zo hoog als het epicentrum van een nucleaire explosie.
Verwant: Ha! Dichtstbijzijnde zicht op de maan van Jupiter in de oceaan Europa in 22 jaar
Satelliet stralingsziekte
Europa draait om Jupiter op een afstand van 417.000 mijl (671.000 km), bijna twee keer de afstand tussen de maan en de aarde, en is de op één na dichtstbijzijnde maan van Jupiter. Stralingsniveaus rond Europa zijn niet zo hoog als rond de dichtstbijzijnde Io, maar wetenschappers weten dat de stralingsdosis die een object in een baan rond Europa in één dag zou ontvangen, met 5,4 Sv, meer dan twee keer zo hoog is als de waarde die bij de mens ernstige stralingsziekte veroorzaken. Het ruimteschip is natuurlijk geen mens, maar Byrne geeft toe dat die stralingsniveaus hoger zijn dan waar ontwerpers van ruimtevaartuigen aan gewend zijn.
“We zijn zo gewend aan straling in de ruimte,” zei Byrne. “Missies in een baan om de aarde moeten door de aarde gaan stralingsgordelsMaar de stralingsniveaus daar komen niet in de buurt van wat een ruimtevaartuig in de buurt van Jupiter zou ervaren.”
Hoge stralingsniveaus zijn slecht nieuws voor elektronica en zonnepanelen. Hoe hoger de stralingsintensiteit, zei Byrne, hoe sneller elektronische systemen uitvallen en hoe sneller zonnepanelen achteruitgaan. Om deze reden NASA-specifiek Europa Clipper De missie zal niet rechtstreeks vanuit een baan om de maan naar sporen van leven op Europa zoeken, maar zal in plaats daarvan korte periodieke bezoeken afleggen in een wijdere baan rond Jupiter. Het is om deze reden dat de European Space Agency (ESA) koos voor de grootste maan van Jupiter en iets comfortabeler Ganymedesals een primair doel van JUICE.
Gezellige Ganymedes
Hoewel het minder waarschijnlijk is dat Ganymedes leven herbergt dan Europa, is de maan volgens wetenschappers verre van saai. Groter dan de kleinste planeet in het zonnestelsel KwikGanymedes is de grootste maan in het hele zonnestelsel en de enige waarvan bekend is dat hij een eigen magnetisch veld genereert. In 2034, drie jaar nadat het SAP bij Jupiter is aangekomen (als alles volgens plan verloopt), zal Ganymedes de eerste maan worden die ver van de maan van de aarde verwijderd is. maan een ruimtevaartuig in een baan om de aarde.
Ganymedes draait om Jupiter op een afstand van 665.000 mijl (1.070.000 km) en is de derde die het dichtst bij de gasreus van de vier grote manen staat. Byrne zei dat de straling rond Ganymedes ongeveer 100 keer zwakker is dan die van Europa. Het JUICE-ruimtevaartuig zou echter niet lang in deze omgeving kunnen overleven zonder enkele van de eerder gebruikte oplossingen.
Het hart van het ruimtevaartuig is een met lood beklede kluis van 2,7 ton (2,42 ton) waarin alle elektronica van het ruimtevaartuig is ondergebracht (behalve de wetenschappelijke instrumenten die zijn ontworpen om de extreme omgeving in het Jupiter-systeem te bestuderen).
‘Er zitten kilo’s lood in het sap,’ zei Byrne. “Dit beperkt effectief de hoeveelheid straling die elektronische apparaten kan bereiken en verlengt hun levensduur. Maar uiteindelijk zullen ze sterven. Je kunt dat niet voor altijd stoppen.”
Als het ruimtevaartuig naar Europa zou gaan, voegde Byrne eraan toe, zou deze kleine met lood omzoomde nucleaire bunker krachtiger moeten zijn.
De dood van zonnepanelen
Maar hoewel er een oplossing is om elektronische systemen te beschermen, zijn zonnepanelen behoorlijk kwetsbaar voor straling. Byrne gelooft dat degradatie van de zonnepanelen van het sap in de barre omgeving rond Jupiter zal leiden tot de uiteindelijke ondergang van de missie.
Gezien de afstand van Jupiter tot de zon en de lage intensiteit van het zonlicht rond de planeet, moeten de zonnepanelen van JUICE enorm zijn geweest. Ontworpen als twee kruisvormige vleugels, beslaan de twee arrays een oppervlakte van 85 vierkante meter. Ondanks deze enorme omvang en een recordefficiëntie van ongeveer 30%, produceren de arrays niet eens genoeg elektriciteit om een föhn van stroom te voorzien, zei Byrne.
“Het is echt een heel kleine hoeveelheid energie, en naarmate het tijdens zijn levensduur verslechtert door straling, zullen zijn prestaties verslechteren tot het punt waarop er niet genoeg energie zal zijn om de taak uit te voeren, ” zei Byrne.
JUICE is ontworpen om in totaal vier jaar in een baan rond Jupiter en vervolgens Ganymedes te overleven. Voordat het ruimtevaartuig de baan van Ganymedes binnengaat, zal het twee keer langs Europa vliegen, 21 op de verste en minst verkende maan Callistoen 12 in Ganymedes. Byrne is ervan overtuigd dat Airbus-ingenieurs en -medewerkers uit heel Europa een ruimtevaartuig hebben gebouwd dat krachtig genoeg is om zijn missie te volbrengen. Het is echter onwaarschijnlijk dat JUICE de levensverwachting overschrijdt, in tegenstelling tot veel andere missies.
“Het kan wat langer duren, maar het zal geen 10 jaar duren zoals veel andere missies doen,” zei Byrne.
Naast de intense stralingsomgeving zal de missie ook enorm veel brandstof verbruiken door de grote hoeveelheid brandstofverslindende vluchten van Jupiters manen.
“Er zullen veel koerscorrecties en koerswijzigingen zijn”, zei Byrne. “Er is veel brandstof voor nodig. Dus of je hebt eerst geen brandstof meer, of de zonnepanelen zullen uiteenvallen, en daarmee is de klus geklaard.”
De operators zullen de JUICE-missie op tijd willen voltooien door deze naar Ganymedes te laten crashen om te voorkomen dat het ruimtevaartuig verandert in een uit de hand gelopen stuk. ruimteafval En het zal waarschijnlijk later in Europa neerstorten en het besmetten met terrestrische microben. Aangezien wetenschappers niet denken dat Ganymedes waarschijnlijk leven zal herbergen, en aangezien het oppervlak ervan geen contact lijkt te hebben met de ondergrondse oceaan (in tegenstelling tot dat van de meer actieve Europa), maken experts zich geen zorgen dat JUICE het zuivere water van de maan verstoort. ijs korst. .
Dus wat zou er nodig zijn om het sap in een baan rond Europa te sturen?
Maar betekent dit met al deze uitdagingen dat het onmogelijk is voor een ruimtevaartuig om in een baan om Europa te draaien, de meest waarschijnlijke plek in het zonnestelsel om buitenaards leven te huisvesten?
Byrne zegt dat ingenieurs momenteel deze mogelijkheden bestuderen in de hoop in de verre toekomst een gesteriliseerde lander naar Europa te sturen.
“Het is een uitdaging om gezien te worden”, zei Bayern. “Je zou meer bescherming nodig hebben voor de elektronica en waarschijnlijk veel grotere zonnepanelen. Dat zou veel meer massa betekenen. Maar dat kunnen we waarschijnlijk wel.”
Een dergelijke taak, aldus JUICE-lanceerkit van ESA (Opent in een nieuw tabblad), kwam pas jaren nadat NASA’s JUICE en Clipper (gepland voor lancering volgend jaar) hun missies hadden voltooid. De twee taken, die zullen slagen Juno van NASA Het ruimtevaartuig, dat Jupiter sinds 2016 bestudeert, maakt de weg vrij voor onze laatste ontmoeting met potentieel microbieel leven op Europa.
Volg Teresa Poltarova op Twitter @medewerker (Opent in een nieuw tabblad). Volg ons op Twitter @medewerker (Opent in een nieuw tabblad) en verder Facebook (Opent in een nieuw tabblad).
“Amateur-organisator. Wannabe-bierevangelist. Algemene webfan. Gecertificeerde internetninja. Fanatieke lezer.”
More Stories
SpaceX lanceert 23 Starlink-satellieten op Falcon 9-vlucht vanuit Cape Canaveral – Spaceflight Now
Het omzetten van onzichtbare donkere materie in zichtbaar licht
Een ongekende meteorietontdekking daagt astrofysische modellen uit