PowerEdit
sekä radioisotooppien lämpösähkögeneraattorin (RTG) että aurinkosähkövoimalähteiden arvioitiin antavan virtaa kiertoradalle. Vaikka aurinkoenergia on Jupiterissa vain 4% yhtä voimakasta kuin Maan kiertoradalla, Juno-missio osoitti Jupiteria kiertävän avaruusaluksen tehon aurinkopaneeleilla. Vaihtoehtona aurinkopaneeleille oli monikäyttöinen radioisotooppinen lämpösähkögeneraattori (MMRTG), jota tankattiin plutonium-238: lla. Voimanlähde on jo osoitettu Mars Science Laboratoryn (MSL) missiossa. Vaunuja oli viisi kappaletta, joista yksi oli varattu Mars 2020 Rover missionille ja toinen vara-alustaksi. Syyskuussa 2013 päätettiin, että aurinkopaneeli on edullisempi vaihtoehto avaruusaluksen voimanlähteeksi, ja 3.lokakuuta 2014 ilmoitettiin, että aurinkopaneelit valittiin Europa Clipperin voimanlähteeksi. Lennon suunnittelijat päättivät, että aurinko oli sekä halvempaa kuin plutonium että käytännöllistä käyttää avaruusaluksessa. Vaikka aurinkopaneelien paino oli kasvanut plutoniumia käyttäviin generaattoreihin verrattuna, ajoneuvon massan oli arvioitu olevan edelleen hyväksyttävissä laukaisurajoissa.
alustavan analyysin mukaan kunkin paneelin pinta-ala on 18 m2 (190 neliömetriä) ja se tuottaa 150 wattia jatkuvasti suunnatessaan kohti aurinkoa kiertäessään Jupiteria. Europan varjossa ollessaan avaruusalus pystyy akkujen avulla jatkamaan tietojen keräämistä. Ionisoiva säteily voi kuitenkin vahingoittaa aurinkopaneeleita. Europa Clipperin kiertorata kulkee Jupiterin voimakkaan magnetosfäärin läpi, jonka odotetaan vähitellen hajoavan aurinkopaneeleista tehtävän edetessä. Aurinkopaneelit toimittaa Hollantilainen Airbus Defence and Space.
Tieteellinen payloadEdit
Europa Clipper mission on varustettu hienostuneella 9 instrumentin sarjalla, jolla tutkitaan Europan sisusta ja valtamerta, geologiaa, kemiaa ja asuttavuutta. Elektroniset komponentit suojataan voimakkaalta säteilyltä 150 kilon titaani-ja alumiinisuojalla. Avaruusaluksen hyötykuorma ja lentorata voivat muuttua tehtävän suunnittelun edetessä. Toukokuussa 2015 julkistettujen Orbiterin yhdeksän tiedelaitteen kokonaismassa on arviolta 82 kg (181 lb), ja ne on lueteltu alla:
Europa Thermal Emission Imaging System (E-THEMIS)Edit
Europa Thermal Emission Imaging System tarjoaa korkean spatiaalisen erottelukyvyn, monispektrisen kuvantamisen Europasta Keski-infrapuna-ja kauko-infrapuna-alueilla, jotta voidaan havaita aktiiviset kohteet, kuten mahdolliset vesipurkaukset avaruuteen. Tämä laite on peräisin Philip Christensenin kehittämästä Thermal Emission Imaging Systemistä (Themis) vuoden 2001 Mars Odyssey-orbiterista.
- Päätutkija: Philip Christensen, Arizona State University
Mapping Imaging Spectrometer for Europa (MISE)Edit
the Mapping Imaging Spectrometer for Europa on kuvantava Lähi-infrapunaspektrometri, jolla tutkitaan Europan pintakoostumusta, tunnistetaan ja kartoitetaan orgaanisten aineiden (mukaan lukien aminohapot ja tholiinit), suolojen, happohydraattien, vesijääfaasien ja muiden materiaalien jakaumia. Näiden mittausten perusteella tutkijat arvelevat pystyvänsä suhteuttamaan Kuun pintakoostumuksen sen valtameren asuinkelpoisuuteen. MISE on rakennettu yhteistyössä Johns Hopkinsin yliopiston sovelletun fysiikan laboratorion (APL) kanssa.
- Päätutkija: Diana Blaney, Jet Propulsion Laboratory
Europa Imaging System (EIS)Edit
Europa Imaging System on näkyvän spektrin laaja-ja kapeakulmainen kameralaite, joka kartoittaa suurimman osan Europasta 50 metrin (160 jalan) resoluutiolla ja antaa kuvia valituista pinta-aloista jopa 0,5 metrin resoluutiolla.
- Päätutkija: Elizabeth Turtle, Applied Physics Laboratory
Europa Ultraviolet Spectrograph (Europa-UVS)Edit
Europa Ultraviolet Spectrograph instrument pystyy havaitsemaan pieniä plumeita ja antaa arvokasta tietoa Kuun eksosfäärin koostumuksesta ja dynamiikasta. Päätutkija Kurt Retherford kuului ryhmään, joka havaitsi Europasta purkautuvia plumeita Hubble-avaruusteleskoopin avulla UV-spektrissä.
- Päätutkija: Kurt Retherford, Southwest Research Institute
Radar for Europa Assessment and Sounding: Ocean to Near-surface (REASON)Edit
the Radar for Europa Assessment and Sounding: Ocean to Near-surface (REASON) on kaksitaajuuksinen jään Läpitunkeva tutkalaite, jonka tarkoituksena on karakterisoida ja äänittää Europan jääkuorta lähipinnasta mereen paljastaen Europan jääkuoren piilevän rakenteen ja mahdolliset vesitaskut sen sisällä. Tämän laitteen rakentaa Jet Propulsion Laboratory.
- Päätutkija: Donald Blankenship, University of Texas at Austin
Interior Characterization of Europa using Magnetometry (ICEMAG) Edit
the Interior Characterization of Europa using Magnetometry (ICEMAG) was peruttu johtuen kustannusylityksistä. Korvataan yksinkertaisemmalla magnetometrillä.
Plasma instrument for Magnetic Sounding (PIMS)Edit
Plasma Instrument for Magnetic Sounding (PIMS) mittaa Europaa ympäröivää plasmaa määrittääkseen plasmavirtojen synnyttämät magneettikentät. Nämä plasmavirrat peittävät Europan pinnan alla olevan valtameren magneettisen induktiovasteen. Yhdessä magnetometrin kanssa se on avain Europan jääkuoren paksuuden, meren syvyyden ja suolaisuuden määrittämiseen. PIMS tutkii myös niitä mekanismeja, jotka ovat vastuussa Europan pinnalta ilmakehään ja ionosfääriin kulkeutuvasta aineesta ja ymmärtää, miten Europa vaikuttaa paikalliseen avaruusympäristöönsä ja Jupiterin magnetosfääriin.
- Päätutkija: Joseph Westlake, Applied Physics Laboratory
Mass Spectrometer for Planetary Exploration (MASPEX)Edit
the Mass Spectrometer for Planetary Exploration (MASPEX) määrittää pinnan ja pinnanalaisen valtameren koostumuksen mittaamalla Europan äärimmäisen hataran ilmakehän ja mahdolliset avaruuteen sinkoutuvat pintamateriaalit. Jack Waite, joka johti maspexin kehitystä, oli myös Cassini-avaruusaluksen ioni-ja Neutraalimassaspektrometrin (Inms) Tiedetiimin vetäjä.
- Päätutkija: Jim Burch, Southwest Research Institute
- Päätutkija: Sascha Kempf, University of Colorado Boulder
- Biosignature Explorer for Europa (BEE)
- Europa Tomography Probe (ETP)
Surface Dust Analyser/SUrface Dust Analyzer (SUDA)Edit
SUrface Dust Analyzer (SUDA) on massaspektrometri, joka mittaa Europasta sinkoutuvien pienten kiinteiden hiukkasten koostumusta ja tarjoaa mahdollisuuden ottaa suoraan näytteitä pinnasta ja potentiaalisista plumeista matalalla lentävillä lennoilla. Laite pystyy tunnistamaan jäänteitä orgaanisista ja epäorgaanisista yhdisteistä ejektan jäässä.
mahdolliset toissijaiset alkuaineet
Europa Clipper-lennolla pidettiin noin 250 kg: n lisämassaa ylimääräisen lentoelementin kuljettamiseen. Ehdotuksia on esitetty kymmenkunta, mutta yksikään niistä ei ole edennyt konseptitutkimusvaihetta pidemmälle, eikä yhtään ole suunnitteilla Europa Clipper-operaatiota varten. Muutamia, joista kuvataan seuraavaksi:
Nanosatelliitit
koska Europa Clipper-lennolla ei välttämättä pystytä helposti muuttamaan kiertorataansa tai korkeuttaan lentääkseen episodimaisten vesipilvien läpi, tehtävää suorittavat tiedemiehet ja insinöörit ovat tutkineet useiden CubeSat-muotoisten pienoissatelliittien lähettämistä avaruusaluksesta, mahdollisesti ionipotkureilla ohjattuina, lentämään plumeiden läpi ja arvioimaan Europan sisämeren käyttökelpoisuutta. Joitakin varhaisia ehdotuksia ovat Mini-MAGGIE, DARCSIDE, Sylph ja CSALT. Näitä konsepteja rahoitettiin alustavia tutkimuksia varten, mutta yhtäkään niistä ei harkittu laitteistojen kehittämiseen tai lentämiseen. Europa-klipperi olisi välittänyt nanosatelliittien signaaleja maahan. Propulsion avulla jotkin nanosatelliitit voisivat myös päästä Europan kiertoradalle.
Secondary orbiters
NASA arvioi myös 250 kg: n (550 lb: n) uuden luotaimen, Biosignature Explorer for Europa (BEE), julkaisua.luotain olisi varustettu kaksipolttoainemoottorilla ja kylmäkaasupotkureilla, jotta se olisi ketterämpi ja reagoisi Europalla tapahtuvaan episodiseen toimintaan. Mehiläisen plume-luotain olisi varustettu todistetusti massaspektrometrillä yhdistettynä kaasukromatografierotukseen. Siinä olisi myös ultravioletti – (UV) plume-tähtäyskamera sekä näkyvä-ja infrapunakamerat, jotka kuvaavat aktiivista aluetta paremmalla resoluutiolla kuin Clipper-emäaluksen instrumentit. BEE-luotain olisi lentänyt läpi 2-10 kilometrin korkeudessa, tehnyt sitten nopean poistumisen ja tehnyt analyysinsä kaukana säteilyvöistä.
Eurooppalainen ehdotus oli käsite itsenäiselle, magnetometrillä varustetulle avaruusalukselle, joka kiertäisi Europaa naparadalla vähintään kuusi kuukautta. Se olisi määrittänyt Europan syvän sisärakenteen ja antanut hyvän määrityksen jääkuoren paksuudesta ja meren syvyydestä, mitä ei todennäköisesti voida tehdä tarkasti useilla kärpäsillä. Iskulaitteen koettimet joitakin ehdotettuja iskulaitteen koettimen käsitteitä ovat Alankomaiden ja Yhdistyneen kuningaskunnan. Flyby sample return
Coloradon yliopiston Europa Life Signature Assayer (ELSA) – konsepti koostui luotaimesta, joka olisi voitu lentää toissijaisena hyötykuormana. ELSA olisi käyttänyt pientä iskulaitetta luodakseen pinnan alaisten hiukkasten vyöryn ja kuljettanut ne korkeuksiin, joista se olisi voinut kulkea läpi kerätäkseen näytteitä ja analysoidakseen ne aluksella. Eräs tämän käsitteen muunnelma on vuoden 1996 Jääleikkuri, jossa 10 kg painava iskuelementti irtautuisi pääluotaimesta törmätäkseen Europaan, jolloin lähiavaruuteen syntyisi noin 100 km: n korkeudessa romupilvi, josta pieni avaruusalus ottaisi näytteen lähilennolla ja joka käyttäisi Europan painovoimaa vapaalle paluulennolle. Keräysmekanismina pidetään alustavasti aerogelia (samanlainen kuin Stardust mission).
Add-on lander historyEdit
varhainen Europa Clipper-käsite vaati sisällyttämään kiinteään laskeutujaan halkaisijaltaan noin metrin, ehkä noin 230 kg (510 lb) ja enintään 30 kg (66 lb) välineille ja ponneaineelle. Ehdotettuja välineitä olivat massaspektrometri ja Raman-spektrometri pinnan kemian määrittämiseksi. Laskeutuja ehdotettiin toimitettavaksi Europalle pääluotaimella, ja se vaatisi mahdollisesti sky crane-järjestelmän korkean tarkkuuden, pehmeän laskeutumisen lähelle aktiivista railoa. Laskeutuja olisi toiminut noin 10 päivää pinnalla akkuvoimalla.
Europa-Klipperillä kestäisi noin kolme vuotta kuvata 95% Europan pinnasta noin 50 metriä pikseliä kohden. Näillä tiedoilla tutkijat voisivat sitten löytää sopivan laskeutumispaikan. Yhden arvion mukaan laskeutuja voisi lisätä jopa miljardi Yhdysvaltain Dollaria operaation kustannuksiin.
Separate launch
helmikuussa 2017 todettiin, että sellaisen järjestelmän suunnittelu, joka pystyy laskeutumaan pinnalle, josta tiedetään hyvin vähän, on liian suuri riski, ja että Europa-klipperi luo pohjan tulevalle laskeutumislennolle suorittamalla ensin yksityiskohtaisen tiedustelun. Tämä johti vuonna 2017 erilliseen operaatioehdotukseen: Europa-laskeutuja. Rahoitettuna Nasan Europa-laskeutuja laukaistaisiin erikseen vuonna 2025 täydentämään Europa Clipper-operaation tutkimuksia. Jos rahoitetaan, noin 10 ehdotusta voidaan valita edetä kilpailuprosessiin US$1.5 miljoonan budjetti per tutkimus. Presidentin vuosien 2018 ja 2019 budjettiesityksillä ei rahoiteta Europa-laskeutujaa, mutta se osoitti 195 miljoonaa Yhdysvaltain Dollaria konseptitutkimuksiin.
Nasan vuoden 2021 talousarvio kongressin Omnibus-Menolakialoitteessa ei sisältänyt Europa-laskeutujan toimeksiantoa tai rahoitusta, kuten aiemmat lakialoitteet, jotka tekivät lennon tulevaisuudesta epävarman.