Syv SMD-støttede instrumenter til at søge efter beviser på liv på Europa

Teknologier infunderet:Når NASA lancerer sin mission for at udforske Jupiters måne Europa i 2020'erne, syv instrumenter muliggjort af SMD-teknologiinvesteringer eller flyudviklingsindsats vil være ombord for at hjælpe med at nå missionsvidenskabelige mål.

Europa-missionen vil samle billeder i høj opløsning af månens overflade, og undersøge sammensætningen og strukturen af ​​dens indre og iskolde skal for at afgøre, om månen kan være beboelig for primitive former for liv. Beviser fra NASAs Galileo-mission i 1990'erne tydede stærkt på, at Europa kan indeholde et stort hav under sin iskolde skorpe. Europa oplever også store tidevandskræfter, når det kredser om Jupiter, og disse kræfter får månen til at bøje sig, som producerer varme i månens indre. Forskere mener også, at Europas hav er i direkte kontakt med dets klippefyldte indre, skabe forhold, der kunne ligne geologisk aktive steder på jordens havbund, kaldet hydrotermiske zoner. Hydrotermiske zoner på Jorden rummer et stort antal organismer, der trives på grund af kemiske processer, der opstår, når vand og sten interagerer ved høje temperaturer. Europas potentielle flydende vand, kombineret med dets varmeproducerende geologiske aktivitet, gøre det til et af de mest lovende steder i solsystemet at søge efter tegn på nutidens liv. Syv af de instrumenter, som NASA for nylig valgte til at flyve på Europa-missionen, blev aktiveret af SMD-teknologiinvesteringer eller tidligere investeringer i planetariske missioner (se tabel på side 21). To af disse instrumenter – MASPEX og REASON – er beskrevet detaljeret nedenfor.

MASPEX:MAss Spectrometer for Planetary Exploration/Europa er et time-of-flight (TOF) massespektrometer designet til at bestemme sammensætningen af ​​Europas overflade og underjordiske hav ved at måle månens ekstremt spinkle atmosfære og eventuelt overflademateriale, der kastes ud i rummet. MASPEX anvender hurtig-switched dual reflectron ion-optik til at give høj masseopløsning i et halvmeter langt instrument. Denne nye teknologi muliggør masseopløsning flere størrelsesordener større end tidligere massespektrometre fløjet på NASA-missioner. MASPEX er også meget følsom.

Den kan opbevare over 100, 000 ioner og ekstraher dem med en hastighed på 2 Khz, giver et meget højt gennemløb og høj tidsopløsning. MASPEX's lagerkapacitet, kombineret med en indlejret kryofælde, der er mere end 100, 000 gange mere følsomme end tidligere instrumenter, tillader analyse af spor af organiske stoffer i niveauer mindre end én del pr. milliard og isotopanalyse af spor ædelgasser som xenon. MASPEX giver et nyt og kraftfuldt værktøj til at forstå beboelighed, oprindelse, og Europas udvikling.

RÆSON:Radar for Europa-vurdering og -sounding:Ocean to Near-surface (REASON) er et dobbeltfrekvent (9 MHz og 60 MHz) isgennemtrængende radarinstrument designet til at karakterisere og lyde Europas iskolde skorpe fra den nære overflade til havet , afslører den skjulte struktur af Europas isskal og potentielle vand indeni. REASON vil også vurdere den overfladenære struktur og topografi, samt tilstanden af ​​Europas ionosfære. Det længere bølgelængdesignal (9 MHz) kan passere gennem Europas is med mindre interferens fra overfladeruhed. Imidlertid, radiobølger udsendt af planeten Jupiter forstyrrer signalet, så den kan kun bruges på den side af Europa, der vender væk fra planeten. Det kortere bølgelængdesignal (60 MHz), i modsætning, er upåvirket af Jupiter, men er mere modtagelig for forstyrrelser fra den ruhed af Europas is. Sammen, de to signaler vil give omfattende og klare billeder af Europa. REASON målinger vil hjælpe videnskabsmænd med at bestemme tykkelsen af ​​månens iskolde skal, søge efter tegn på vandfaner, og karakterisere underjordiske søer og kemiske udvekslingsprocesser. Derudover data fra REASON vil give værdifuld information om potentielle landingssteder og terræn til fremtidige missioner, der udforsker Europas overflade.

Virkning:Som en del af rækken af ​​videnskabelige instrumenter på Europa-missionen, MASPEX og REASON vil gøre det muligt for forskere at lære mere om månens sammensætning, herunder om der findes et hav under dets iskolde overflade, og om der er forhold, der potentielt kan rumme liv. MASPEX vil være det mest følsomme massespektrometer, der nogensinde er fløjet i rummet, og vil analysere sammensætningen af ​​gasser, der findes i Europas atmosfære. RÆSON vil karakterisere Europas iskolde skal og havet, der potentielt ligger under den. Andre instrumenter ombord vil detektere udsendende varme, måle månens magnetfelt, og saml de mest detaljerede billeder af Europas overflade nogensinde.

Status og fremtidsplaner:NASA Europa-missionen videreudvikler nu MASPEX, GRUND, og de andre udvalgte instrumenter for at sikre, at de er flyveklare til lancering i begyndelsen af ​​2020'erne.

Sponsoreringsorganisation:MASPEX-udvikling blev finansieret i fællesskab af Southwest Research Institute og af NASA's PSD via ICEE-programmet. PSD finansierede teknologiudvikling af REASON via Planetary Instrument Definition and Development Program (PIDDP) - et teknologiprogram, der eksisterede før etableringen af ​​PICASSO- og MatISSE-programmerne - og ICEE-programmet. Se tabel på side 21 for PSD-finansieringskilder og PI-oplysninger for de PSD-sponsorerede instrumenter, der er valgt til infusion.