PowerEdit
Sia il generatore termoelettrico a radioisotopi (RTG) che le fonti di energia fotovoltaiche sono state valutate per alimentare l’orbiter. Sebbene l’energia solare sia solo del 4% più intensa a Giove che nell’orbita terrestre, l’alimentazione di un veicolo spaziale orbitale di Giove con pannelli solari è stata dimostrata dalla missione Juno. L’alternativa ai pannelli solari era un generatore termoelettrico a radioisotopi multi-missione (MMRTG), alimentato con plutonio-238. La fonte di energia è già stata dimostrata nella missione Mars Science Laboratory (MSL). Cinque unità erano disponibili, con uno riservato per la missione Mars 2020 rover e un altro come backup. Nel settembre 2013, è stato deciso che l’array solare era l’opzione meno costosa per alimentare il veicolo spaziale, e il 3 ottobre 2014, è stato annunciato che i pannelli solari sono stati scelti per alimentare Europa Clipper. I progettisti della missione hanno stabilito che il solare era sia più economico del plutonio che pratico da usare sulla navicella spaziale. Nonostante l’aumento del peso dei pannelli solari rispetto ai generatori alimentati a plutonio, la massa del veicolo era stata proiettata per essere ancora entro limiti di lancio accettabili.
L’analisi iniziale suggerisce che ogni pannello avrà una superficie di 18 m2 (190 piedi quadrati) e produrrà 150 watt continuamente quando puntato verso il Sole mentre orbita attorno a Giove. Mentre si trova all’ombra di Europa, le batterie consentiranno al veicolo spaziale di continuare a raccogliere dati. Tuttavia, le radiazioni ionizzanti possono danneggiare i pannelli solari. L’orbita dell’Europa Clipper passerà attraverso l’intensa magnetosfera di Giove, che dovrebbe gradualmente degradare i pannelli solari man mano che la missione progredisce. I pannelli solari saranno forniti da Airbus Defence and Space, Paesi Bassi.
payloadEdit Scientific
La missione Europa Clipper è dotata di una sofisticata suite di 9 strumenti per studiare l’interno di Europa e l’oceano, la geologia, la chimica e l’abitabilità. I componenti elettronici saranno protetti dalle radiazioni intense da uno scudo in titanio e alluminio da 150 chilogrammi. Il carico utile e la traiettoria del veicolo spaziale sono soggetti a modifiche man mano che il progetto della missione matura. I nove strumenti scientifici per l’orbiter, annunciati nel maggio 2015, hanno una massa totale stimata di 82 kg (181 lb) e sono elencati di seguito:
Europa Thermal Emission Imaging System (E-THEMIS)Edit
L’Europa Thermal Emission Imaging System fornirà immagini multispettrali ad alta risoluzione spaziale di Europa nelle bande del medio infrarosso e del lontano infrarosso per aiutare a rilevare siti attivi, come potenziali sfiati che eruttano pennacchi d’acqua nello spazio. Questo strumento è derivato dal Thermal Emission Imaging System (THEMIS) sull’orbiter Mars Odyssey del 2001, sviluppato anche da Philip Christensen.
- Investigatore principale: Philip Christensen, Arizona State University
Mapping Imaging Spectrometer for Europa (MISE)Edit
Il Mapping Imaging Spectrometer for Europa è uno spettrometro di imaging nel vicino infrarosso per sondare la composizione superficiale di Europa, identificando e mappando le distribuzioni di sostanze organiche (inclusi aminoacidi e tholine), sali, idrati acidi, fasi di ghiaccio d’acqua e altri materiali. Da queste misurazioni, gli scienziati si aspettano di essere in grado di mettere in relazione la composizione della superficie della luna con l’abitabilità del suo oceano. MISE è costruito in collaborazione con la Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL).
- Principal investigator: Diana Blaney, Jet Propulsion Laboratory
Europa Imaging System (EIS)Edit
L’Europa Imaging System è uno strumento per telecamere ad ampio e stretto angolo di spettro visibile che mapperà la maggior parte di Europa a una risoluzione di 50 m (160 ft) e fornirà immagini di superfici selezionate fino a 0,5 m di risoluzione.
- Investigatore principale: Elizabeth Turtle, Applied Physics Laboratory
Europa Ultraviolet Spectrograph (Europa-UVS)Edit
Lo strumento Europa Ultraviolet Spectrograph sarà in grado di rilevare piccoli pennacchi e fornirà preziosi dati sulla composizione e la dinamica dell’esosfera lunare. L’investigatore principale Kurt Retherford faceva parte di un gruppo che ha scoperto pennacchi in eruzione da Europa durante l’utilizzo del telescopio spaziale Hubble nello spettro UV.
- Ricercatore principale: Kurt Retherford, Southwest Research Institute
Radar for Europa Assessment and Sounding: Ocean to Near-surface (REASON)Edit
Il radar per la valutazione e il suono di Europa: Ocean to Near-surface (REASON) è uno strumento radar a penetrazione di ghiaccio a doppia frequenza progettato per caratterizzare e suonare la crosta di ghiaccio di Europa dalla near-surface all’oceano, rivelando la struttura nascosta del guscio di ghiaccio di Europa e Questo strumento sarà costruito dal Jet Propulsion Laboratory.
- Investigatore principale: Donald Blankenship, University of Texas at Austin
Caratterizzazione interna di Europa usando la magnetometria (ICEMAG)Modifica
La caratterizzazione interna di Europa usando la magnetometria (ICEMAG) è stata annullata a causa del superamento dei costi. Sarà sostituito da un magnetometro più semplice.
Plasma Instrument for Magnetic Sounding (PIMS)Edit
Il Plasma Instrument for Magnetic Sounding (PIMS) misura il plasma che circonda Europa per caratterizzare i campi magnetici generati dalle correnti del plasma. Queste correnti di plasma mascherano la risposta di induzione magnetica dell’oceano sottomarino di Europa. In combinazione con un magnetometro, è la chiave per determinare lo spessore del guscio di ghiaccio di Europa, la profondità dell’oceano e la salinità. PIMS sonderà anche i meccanismi responsabili dell’alterazione e del rilascio di materiale dalla superficie di Europa nell’atmosfera e nella ionosfera e capirà come Europa influenza il suo ambiente spaziale locale e la magnetosfera di Giove.
- Investigatore principale: Joseph Westlake, Applied Physics Laboratory
Mass Spectrometer for Planetary Exploration (MASPEX)Edit
Lo spettrometro di massa per l’esplorazione planetaria (MASPEX) determinerà la composizione della superficie e del sottosuolo dell’oceano misurando l’atmosfera estremamente tenue di Europa e qualsiasi materiale superficiale espulso nello spazio. Jack Waite, che ha guidato lo sviluppo di MASPEX, è stato anche il team scientifico a capo dello Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS) sulla navicella spaziale Cassini.
- Investigatore principale: Jim Burch, Southwest Research Institute
- Investigatore principale: Sascha Kempf, Università del Colorado Boulder
- Biosignature Explorer per l’Europa (APE)
- Europa Tomography Probe (ETP)
Surface Dust Analyzer/Surface Dust Analyzer (SUDA)Edit
Surface Dust Analyzer (SUDA) è uno spettrometro di massa che misura la composizione di piccole particelle solide espulse da Europa, offrendo l’opportunità di campionare direttamente la superficie e i potenziali pennacchi sui flybys a bassa quota. Lo strumento è in grado di identificare tracce di composti organici e inorganici nel ghiaccio degli ejecta.
Elementi secondari possibilimodifica
La missione Europa Clipper considerava una massa extra di circa 250 kg per trasportare un elemento di volo aggiuntivo. Sono state proposte circa una dozzina di proposte, ma nessuna è andata oltre la fase di studio del concetto e nessuna è prevista per la missione Europa Clipper. Alcuni dei quali sono descritti di seguito:
Nanosatellites
Dal momento che l’Europa Clipper missione potrebbe non essere in grado di modificare facilmente la sua traiettoria orbitale o altitudine di volare attraverso l’episodico acqua pennacchi, gli scienziati e gli ingegneri che lavorano alla missione hanno studiato la distribuzione dal veicolo spaziale più miniaturizzati satelliti del CubeSat formato, possibilmente guidato da ioni di propulsori, volare attraverso i pennacchi e valutare l’abitabilità dell’Europa dell’oceano interno. Alcune delle prime proposte includono Mini-MAGGIE, DARCSIDE, Sylph e CSALT. Questi concetti sono stati finanziati per studi preliminari, ma nessuno è stato preso in considerazione per lo sviluppo di hardware o di volo. L’Europa Clipper avrebbe trasmesso segnali dai nanosatelliti alla Terra. Con la propulsione, alcuni nanosatelliti potrebbero anche essere in grado di entrare in orbita attorno a Europa.
Secondaria orbiter
la NASA stava valutando anche il rilascio di un ulteriore 250 kg (550 kg) sonda chiamata Biosignature Explorer per l’Europa (APE), che sarebbe stato dotato di una base bi-motore a propellente e fredda, gas propulsori per essere più agile e reattiva a un’attività episodica in Europa e campione e analizzare l’acqua pennacchi per biosignatures di vita e di prove prima di essere distrutti da radiazioni. La sonda BEE plume sarebbe stata dotata di uno spettrometro di massa collaudato combinato con la separazione del gascromatografo. Porterebbe anche una telecamera per il targeting del pennacchio ultravioletto (UV) e telecamere visibili e infrarossi per immagini della regione attiva con una risoluzione migliore rispetto agli strumenti della nave madre Clipper. La sonda APE avrebbe volato attraverso a 2-10 km di altitudine, poi ha fatto una rapida uscita ed eseguito la sua analisi lontano dalle cinghie di radiazione.
Una proposta europea era un concetto per un veicolo spaziale a propulsione indipendente dotato di un magnetometro che avrebbe orbitato Europa su un’orbita polare per almeno sei mesi. Avrebbe determinato la struttura interna profonda di Europa e fornito una buona determinazione dello spessore del guscio di ghiaccio e della profondità dell’oceano, che probabilmente non può essere fatto con precisione da più flybys. Sonde a percussione Alcuni concetti di sonda a percussione proposti includono quelli dei Paesi Bassi e del Regno Unito. Flyby sample return
Il concetto di Europa Life Signature Sayer (ELSA) dell’Università del Colorado consisteva in una sonda che avrebbe potuto essere pilotata come carico utile secondario. ELSA avrebbe usato un piccolo dispositivo di simulazione per creare un pennacchio di particelle sotterranee e li avrebbe catapultati ad altitudini dove sarebbe stato in grado di passare attraverso per raccogliere campioni e analizzarli a bordo. Una variante di questo concetto è il Ice Clipper del 1996, che prevede un impattore da 10 kg che verrebbe scaraventato dalla navicella principale per urtare Europa, creando così una nube di detriti nello spazio vicino a circa 100 km di altitudine, successivamente campionato da un piccolo veicolo spaziale su un flyby ravvicinato e utilizzare la forza gravitazionale di Europa per una traiettoria di ritorno libera. Il meccanismo di raccolta è provvisoriamente considerato aerogel (simile alla missione Stardust).
Add-on lander historyEdit
Un primo concetto di Europa Clipper richiedeva di includere un lander stazionario di circa 1 metro di diametro, forse circa 230 kg (510 lb) con un massimo di 30 kg (66 lb) per strumenti più propellente. Gli strumenti suggeriti erano uno spettrometro di massa e uno spettrometro Raman per determinare la chimica della superficie. Il lander è stato proposto per essere consegnato a Europa dal veicolo spaziale principale e possibilmente richiedere il sistema sky crane per un atterraggio morbido ad alta precisione vicino a un crepaccio attivo. Il lander avrebbe operato circa 10 giorni sulla superficie utilizzando la carica della batteria.
L’Europa Clipper impiegherebbe circa tre anni per l’immagine del 95% della superficie di Europa a circa 50 metri per pixel. Con questi dati, gli scienziati potrebbero quindi trovare un sito di atterraggio adatto. Secondo una stima, incluso un lander potrebbe aggiungere fino a US billion 1 miliardo al costo della missione.
Lancio separato
È stato stabilito nel febbraio 2017 che progettare un sistema in grado di atterrare su una superficie di cui si sa molto poco è troppo rischioso, e che l’Europa Clipper getterà le basi per una futura missione di atterraggio eseguendo prima una ricognizione dettagliata. Ciò ha portato a una proposta di missione autonoma nel 2017: il Lander Europa. Il lander Europa della NASA, se finanziato, sarebbe stato lanciato separatamente nel 2025 per completare gli studi della missione Europa Clipper. Se finanziato, circa 10 proposte possono essere selezionati per procedere in un processo competitivo con un US$1.5 milioni di budget per indagine. Le proposte di bilancio federale del Presidente 2018 e 2019 non finanziano il Lander Europa, ma assegnano 195 milioni di dollari per studi concettuali.
Il bilancio dell’anno fiscale 2021 della NASA nella legge di spesa Omnibus del Congresso non includeva alcun mandato linguistico o finanziamento del Lander Europa come precedenti fatture che rendevano incerto il futuro della missione.