Mózgi statku kosmicznego Europa Clipper należącego do NASA są przechowywane w metalowym skarbcu.
To tam duży pojazd badawczy – długości boiska do koszykówki – chroni swoje komputery, oprogramowanie i wiele urządzeń elektronicznych. Statek wkrótce wystartuje w stronę księżyca Jowisza, Europy, który według światowych planetologów kryje w sobie ocean dwukrotnie większa głośność ziemskiego. Dzięki około 50 zbliżeniom Europy NASA będzie w stanie z całą pewnością odpowiedzieć na pytanie, czy w tym oceanicznym królestwie znajdują się również składniki, takie jak źródło energii i charakterystyczne materiały, które podtrzymują życie.
Jednak tamtejsze środowisko radiacyjne jest wyjątkowo trudne.
„Środowisko naładowanych cząstek w Europie jest ogromne” – powiedziała Mashable Cynthia Phillips, geolog planetarny NASA i naukowiec pracujący w ramach misji Europa Clipper agencji kosmicznej.
Naukowiec z NASA obejrzał pierwsze zdjęcia z Voyagera. To, co zobaczył, przyprawiło go o dreszcze.
Jowisz, gazowy gigant o masie 317 razy masywniejszej od Ziemi, wytwarza masywne pole magnetyczne skierowane w stronę Słońca na odległość od 1 do 3 milionów kilometrów. Jest wytwarzany przez rdzeń planety z ciekłego metalu, który wiruje i wytwarza prąd elektryczny (poruszające się ładunki elektryczne wytwarzają pola magnetyczne). Co najważniejsze, to pole magnetyczne wychwytuje, a następnie przyspiesza cząstki pochodzące z nieubłaganego wiatru słonecznego – strumienia szybko przemieszczających się naładowanych cząstek emitowanych przez Słońce – który tworzy silne pasy radiacyjne wokół Jowisza.
„Bombarduje wszystko”.
Każdy statek podróżujący po planecie prawie na pewno przepłynie przez te niebezpieczne strefy i narazi instrumenty na działanie szkodliwych cząstek, które mogą uszkodzić chipy komputerowe i elektronikę. „Bombarduje wszystko” – powiedział Curt Niebur, naukowiec zajmujący się programem Europa Clipper na konferencji prasowej poprzedzającej wystrzelenie misji. Kilkadziesiąt lat temu, podczas misji Voyagera, inżynierowie NASA martwili się, że statek przeleci obok Jowisza. Osoba hipotetycznie podróżująca na pokładzie Voyagera podczas przelotu nad Jowiszem zostałaby trafiona kulą dawka promieniowania 1000 razy poziom zabójczy.
Przedstawienie rozległego pola magnetycznego Jowisza. Gdyby była widoczna gołym okiem, „widzom na Ziemi wydawałaby się od dwóch do trzech razy większa od Słońca lub Księżyca” – wyjaśniła NASA.
Źródło: Centrum Lotów Kosmicznych NASA Goddard
„Na tym diagramie przedstawiono względną intensywność pasm promieniowania Jowisza” – wyjaśnia NASA, ciemniejsze czerwienie przedstawiają większe promieniowanie. Na grafice przedstawiono orbity Europy i Europy Clipper.
Źródło: NASA
Stąd skarbiec. „Skarbiec poważnie zmniejsza szkodliwe promieniowanie, jakie otrzymuje ta elektronika” – powiedział Phillips. (Sonda Juno NASA, badająca większy układ Jowisza, również ma skarbiec.)
Zmienna prędkość światła
Jednak poza tym metalowym pudełkiem ochronnym znajduje się elektronika. I w maju NASA otrzymała dane testowe to sugerowało, że niektóre tranzystory – czyli przełączniki elektryczne kontrolujące przepływ energii elektrycznej wokół statku kosmicznego – nie byłyby w stanie wytrzymać wysokiego promieniowania w otoczeniu Europy. Na szczęście intensywne dalsze testy wykazały, że te przełączniki będą działać, ponieważ statek wykona około 50 przelotów w ciągu trzech i pół roku. „Dzisiaj jednoznacznie przeszli tę recenzję” – powiedziała Nicola Fox, która stoi na czele Dyrekcji Misji Naukowych NASA, po podjęciu kluczowej decyzji we wrześniu o zielonym świetle dla misji.
Inżynierowie misji będą jednak uważnie obserwować te tranzystory. jako New York Timesa zgłoszone, NASA się zawiodła późny dodatek do statku, małe „pudełko kanarkowe” zawierające różne typy tranzystorów. Jeśli którykolwiek z nich wykaże oznaki uszkodzenia lub dysfunkcji, gdy Europa Clipper przelatuje przez pasy promieniowania, planiści będą mogli dostosować misję.
Na tej grafice podświetlona na czerwono ramka przedstawia sklepienie Europa Clipper na środku statku kosmicznego.
Źródło: NASA
Artystyczna koncepcja oceanu i źródeł energii geotermalnej, które mogą istnieć pod grubą skorupą lodową Europy.
Źródło: NASA
Już plan orbity misji, który zakłada ucieczkę od szkodliwych regionów po bliskich przelotach w pobliżu pokrytego lodem księżyca, minimalizuje czas narażenia statku na strefy wysokiego promieniowania. Podczas każdego orbitowania wokół Jowisza statek spędzi niecały dzień w napromieniowanej strefie, zanim wynurzy się. Nie powróci przez dwa do trzech tygodni.
„Wynoś się stamtąd” – powiedział Phillips Mashable.
– Wyjdź stamtąd.
Jednak narażenie zautomatyzowanego statku kosmicznego na promieniowanie wiąże się z korzyściami. Kiedy sonda zbliży się do Europy w latach 2031–2034, będzie miała szansę obejrzeć, przeskanować i zbadać Europę z niespotykaną dotąd szczegółowością. Radar penetrujący ziemię zajrzy pod lód i potencjalnie wykryje obszary wody w stanie ciekłym, a nawet miejsca, w których lód styka się z obcym oceanem. Instrument zwany SUrface Dust Analyzer (SUDA) będzie dosłownie pobierał próbki cząstek Europy wyrzuconych w przestrzeń kosmiczną przez maleńkie meteoryty. I oczywiście Europa Clipper przechwyci mnóstwo zdjęć.
„Zdjęcia będą spektakularne” powiedział Laurie Leshin, dyrektor Laboratorium Napędów Odrzutowych NASA, centrum agencyjnego, które zbudowało statek.
Podsumowując, dzięki temu orbitującemu laboratorium instrumentów NASA będzie w stanie określić, czy księżyc oceaniczny ma odpowiednie składniki – źródła energii, długowieczny, stabilny ocean, związki organiczne (takie jak węgiel) – do życia. Jeśli tak, agencja planuje wrócić na Europę i wylądować na lodowej skorupie. Tym razem nie będą tylko sprawdzać, czy nadaje się do zamieszkania. Będą wiercić w lodzie, żeby zobaczyć, czy to prawda zamieszkany.
„Będziemy pukać do drzwi z prośbą o drugą misję” – powiedział Niebur.
