Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

NASAs Europa Clipper bygger hardware, bevæger sig mod samling

Kredit:JPL/Caltech

Europa Clipper, NASAs kommende flagskibsmission til det ydre solsystem, har passeret en betydelig milepæl, færdiggør sin Critical Design Review. Under gennemgangen, eksperter undersøgte det detaljerede design af rumfartøjet for at sikre, at det er klar til at færdiggøre konstruktionen. Missionen er nu i stand til at fuldføre hardwarefabrikation og -test, og gå i retning af samling og test af rumfartøjet og dets nyttelast af sofistikerede videnskabelige instrumenter.

Med et indre globalt hav dobbelt så stort som Jordens oceaner tilsammen, Jupiters måne Europa rummer potentialet for livsbetingelser. Men de kolde temperaturer og den uafbrudte stødning af overfladen fra Jupiters stråling gør det til et vanskeligt mål at udforske:Missionsingeniører og videnskabsmænd skal designe et rumfartøj, der er hårdfør nok til at modstå strålingen, men alligevel følsomt nok til at samle den nødvendige videnskab til at undersøge Europas miljø.

Europa Clipper orbiter vil svinge rundt om Jupiter på en elliptisk bane, dykker tæt på månen ved hver forbiflyvning for at udføre detaljeret rekognoscering. Videnskaben omfatter indsamling af målinger af det indre hav, kortlægning af overfladesammensætningen og dens geologi, og på jagt efter faner af vanddamp, der kan udluftes fra den iskolde skorpe.

Udviklingen af ​​rumfartøjet skrider godt frem, baseret på den intense undersøgelse, NASA for nylig gennemførte. The Critical Design Review foretog et dybt dyk ned i detaljerne i planerne for alle de videnskabelige instrumenter – fra kameraer til antenner – og flyveundersystemer, inklusive fremdrift, strøm, flyelektronik, og flycomputeren.

"Vi viste, at vores projektsystemdesign er stærkt, " sagde Europa Clipper-projektleder Jan Chodas fra NASA's Jet Propulsion Laboratory i det sydlige Californien. "Vores planer for at færdiggøre udviklingen og integrationen af ​​de enkelte stykker holder sammen, og systemet som helhed vil fungere som designet til at indsamle de videnskabelige målinger, vi har brug for for at udforske Europas potentielle beboelighed."

Hardware på vej

Ud over detaljerede planer, missionen har bygget prototyper og ingeniørmodeller for at teste, hvor godt instrumenterne og ingeniørundersystemerne vil fungere. Så er der selve flyets hardware. Meget af det er allerede ved at blive bygget; individuelle tekniske undersystemer og instrumenter har godkendt deres egne designgennemgange i løbet af det sidste halvandet år.

Det mest slående af Europa Clippers funktioner, dets signaturelementer, tager form. Næsten 10 fod (3 meter) i diameter, den skiveformede højforstærkningsantenne, som vil modtage kommandoer fra Jorden og sende videnskabelige data tilbage, er i sin sidste fase af montagen. Og langt den mest synlige af Europa Clippers hardware – de massive solpaneler, der vil udfolde sig i det dybe rum som vinger – er også under opbygning. Rumfartøjet, med sine arrays fuldt udrullet, er bredere end en basketballbane er lang, spænder over 100 fod (30,5 meter). Arrays vil dække over 960 kvadratfod (90 kvadratmeter).

De vil blive knyttet til fremdriftsmodulet, der bygges af Johns Hopkins Applied Physics Lab (APL) i Laurel, Maryland. Fremdriftsmodulets kerne består af to stablede cylindre, der tilsammen står næsten 10 fod (3 meter) høje og holder fremdriftstankene og 16 raketmotorer, der vil drive Europa Clipper, når den forlader Jordens atmosfære.

Teknikere ved NASA's Goddard Space Flight Center kontrollerer pasformen af ​​cylindrene på fremdriftsmodulets kerne på NASA's Europa Clipper rumfartøj den 15. okt. 2020.

Teknikere ved NASA's Goddard Space Flight Center kontrollerer pasformen af ​​cylindrene på fremdriftsmodulets kerne på NASA's Europa Clipper rumfartøj den 15. okt. 2020. De stablede cylindre rummer de fremdriftstanke og raketmotorer, der vil drive Europa Clipper, når den forlader Jordens atmosfære. Kredit:NASA/Barbara Lambert

De gigantiske cylindre legemliggør den samarbejdsindsats, der er nødvendig for at sætte et rumfartøj som dette sammen. De blev bygget af APL og sendt til JPL til installation af varmefordelingssystemets slanger, del af et system, der vil holde rumfartøjet termisk kontrolleret. Cylindrene blev derefter sendt til NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, til installation af fremdriftsdelsystemet. Der er 400 svejsede forbindelser, hver af dem røntgenfotograferet for kvalitetskontrol, som er nøglen til succesfuld installation af fremdriftsundersystemet.

Teknikere og ingeniører ved NASA's Jet Propulsion Laboratory arbejder sammen den 12. september, 2019, at binde termisk rør til et panel bygget til NASAs Europa Clipper-rumfartøj. Kredit:  NASA/JPL-Caltech

APL bygger også telekommunikationsmodulet til radiokommunikation med Jorden og en strålingsmonitor til at måle størrelsen af ​​den elektronsprængning, der rammer rumfartøjet under dets mere end 40 fly forbi Europa.

Hos JPL, byggeri er i gang på flere elementer af flyvesystemet, inklusive den beskyttende hvælving, der beskytter kritisk elektronisk hardware mod Jupiters intense stråling. JPL bygger og tester også flyelektronik-undersystemet, som inkluderer flycomputeren, hardware omskifter og distribution af strøm, den flyvesoftware, der er nødvendig for at udføre videnskabsmissionen, og de jordsystemværktøjer, der er nødvendige for at flyve missionen. Der bygges også jordstøtteudstyr, som skal bruges til at samle og teste Europa Clippers store stykker flyvehardware.

"Det er en meget spændende tid for holdet, at se frugterne af deres arbejde, der vil kredse om Jupiter om et par år, " sagde Europa Clipper viceprojektleder Jordan Evans fra JPL. "Selv i lyset af COVID-19, holdet skyder på alle cylindre. Brug af arbejdssikre protokoller, de udfører det nødvendige arbejde på hardwaren, mens resten af ​​teamet får deres arbejde gjort derhjemme."

En sofistikeret suite

Efterhånden som dette arbejde skrider frem, projektledere fortsætter med at planlægge videnskaben omkring missionen. Rumfartøjets videnskabelige instrumenter vil måle dybden af ​​isskorpen, måle dybden af ​​det indre hav og hvor tykt og salt det er, tage farvebilleder af overfladegeologi i detaljer, og analyser potentielle faner.

Forskere er især interesserede i, hvad månens overflade består af. Beviser tyder på, at materiale udsat der er blevet blandet gennem den iskolde skorpe og måske kommer fra havet nedenunder. Europa Clipper vil også undersøge månens tyngdefelt, som vil fortælle forskerne mere om både, hvordan månen bøjer sig, når Jupiter trækker på den, og hvordan den handling potentielt kan opvarme det indre hav.

"Vi udfører arbejde, som et årti fra nu vil ændre, hvordan vi tænker om mangfoldigheden af ​​verdener i det ydre solsystem - og om, hvor liv kan være i stand til at eksistere lige nu, ikke i en fjern fortid, " sagde Europa Clipper Project Scientist Robert Pappalardo fra JPL.

Men jo flere instrumenter et rumfartøj bærer, jo mere interagerer de og påvirker potentielt hinandens drift. Til det formål, bemærkede Pappalardo, "Vi er i øjeblikket ved at sikre, at instrumenterne alle kan fungere på samme tid uden elektromagnetisk interferens."

Den fulde pakke af instrumenter vil gennemgå omfattende test, efter de ankommer til JPL i 2021. Tidligt i 2022 markerer starten på samlingen, prøve, og iværksætte operationer. Nedtællingen er i gang.

"Mindre end et år tilbage, før alle hardwareenheder skal dukke op ét sted, " sagde Chodas. "Vi samler alle disse dele for at begynde at opbygge det fulde flyvesystem, test derefter det fuldt integrerede rumfartøj og gør det klar til opsendelse."

Holdet er på vej til at have Europa Clipper klar til lancering i 2024.

Mere om missionen

Missioner som Europa Clipper hjælper med at bidrage til området astrobiologi, den tværfaglige forskning i variabler og forhold i fjerne verdener, der kunne rumme livet, som vi kender det. Mens Europa Clipper ikke er en livsdetektionsmission, det vil foretage detaljeret rekognoscering af Europa og undersøge, om den iskolde måne, med dets underjordiske hav, har evnen til at understøtte livet. At forstå Europas beboelighed vil hjælpe videnskabsmænd til bedre at forstå, hvordan livet udviklede sig på Jorden og potentialet for at finde liv uden for vores planet.


Varme artikler