Túléli-e a NASA Europa Clipperje az intenzív sugárzást a Jupiteren?

A 2020 decemberében frissített ábrán látható NASA Europa Clipper ellipszis alakú pályán kering majd a Jupiter körül, és minden elrepüléskor megközelíti az Europa holdját, hogy adatokat gyűjtsön. Copyright: NASA/JPL-Caltech

NASA‘s Európa A Clipper küldetés a tranzisztorok sugárzási problémáinak megoldására összpontosít, miközben egy expedícióra készül fel… Jupiter Feltárni Európa lakhatóságát.

A küldetés kihívásokkal néz szembe a sugárzásálló tranzisztorokkal kapcsolatban, amelyekről kimutatták, hogy kevésbé ellenállóak a Jupiter intenzív sugárzásával szemben. A NASA különböző központjaiban végzett tesztek célja ezeknek a problémáknak a megoldása.

Folytatódik a NASA Europa Clipper küldetésének elindításának előkészületei. Az űrszondát tavaly májusban szállították a floridai Kennedy Űrközpontba, és a csapatnak sikerült felszerelnie a nagy teljesítményű antennát.

A NASA Europa Clipper küldetésén dolgozó mérnökök továbbra is kiterjedt teszteléseket végeznek azokon a tranzisztorokon, amelyek segítenek szabályozni az elektromos áram áramlását az űrhajó fedélzetén. Az Europa Clipper által használt speciális változatok sugárzásállóak, és 100 és 300 kilorad közötti ellenállásra készültek (a rad az ionizáló sugárzás elnyelt dózisának mértékegysége).

A NASA Jet Propulsion Laboratory missziós csapata azonban (Sugárhajtómű Laboratórium) Dél-Kaliforniában, amely a küldetést irányítja, olyan tesztadatokat értékel, amelyek arra utalnak, hogy egyes tranzisztorokat bizonyos körülmények között sokkal alacsonyabb sugárzási szint érinthet. Aggodalmukat fejezik ki amiatt, hogy ezen részek egy része esetleg nem bírja a Naprendszer legsűrűbb sugárzási környezetének, a Jupiter-rendszernek a sugárzását.

Radiológiai kihívások és folyamatos elemzés

A tesztelést a marylandi Laurelben található Johns Hopkins Egyetem Alkalmazott Fizikai Laboratóriumában és a NASA Goddard Űrrepülési Központjában, a marylandi Greenbeltben is végzik. Az űrszonda fő testét az Applied Physics Laboratory tervezte a Jet Propulsion Laboratory és a NASA Goddard Center együttműködésével.

A tranzisztorokkal kapcsolatos probléma májusban derült ki, amikor a küldetés csapatát arról tájékoztatták, hogy a vártnál alacsonyabb sugárzási dózis esetén hasonló alkatrészek meghibásodhatnak. 2024 júniusában iparági riasztást küldtek, hogy értesítsék a felhasználókat a problémáról. A gyártó a missziós csapattal együttműködve támogatja a folyamatban lévő sugárzástesztelési és -elemzési erőfeszítéseket, hogy jobban megértse ezen alkatrészek Europa Clipper űrszondán való használatának kockázatait.

Az elektronika és a megoldások tartóssága

Az eddig beszerzett adatok azt mutatják, hogy egyes tranzisztorok valószínűleg meghibásodnak a Jupiter és Európa holdja melletti nagy sugárzású környezetben, mert az alkatrészek nem olyan ellenállóak a sugárzással szemben, mint az várható volt. A csapat azon dolgozik, hogy meghatározza, hány tranzisztor lehet sebezhető a meghibásodás miatt, és hogyan fognak működni repülés közben. A NASA a Jupiter-rendszerben lévő tranzisztorok élettartamának maximalizálására irányuló lehetőségeket vizsgál. Az első elemzés várhatóan július végén fejeződik be.

A sugárzásálló elektronikát különféle iparágakban használják az űrhajók védelmére az űrben előforduló sugárzási károktól. A Jupiter rendszer különösen káros az űrrepülőgépekre, mivel hatalmas mágneses tere – körülbelül 20 000-szer nagyobb, mint a Földé –, amely megfogja a töltött részecskéket, és nagyon nagy energiákra gyorsítja őket, és intenzív sugárzást hoz létre, amely bombázza az Európát és más belső holdakat. A probléma, amely az Europa Clipper tranzisztorait érintheti, olyan jelenségnek tűnik, amelyet az iparág nem tudott, és újonnan azonosított hiányosságot jelent a tranzisztor chipek ipari szabványos sugárzásának minősítésében.

Küldetés céljai és jövőbeli kilátásai

Az Europa Clipper kilövésének időszaka október 10-én kezdődik, és a tervek szerint 2030-ban érkezik meg a Jupiterbe, ahol tudományos vizsgálatokat végez annak érdekében, hogy megértse az élet lehetőségét az Európán, miközben többször is elrepül a Hold mellett.

Az Europa Clipper küldetés teljes költségét körülbelül 5 milliárd dollárra becsülik, így ez az egyik legdrágább bolygótudományi küldetés. Ez a költségvetés fedezi az űrhajó fejlesztését, elindítását és üzemeltetését a tervezett küldetés időtartama alatt.