PowerEdit
zowel radio-isotoop thermo-elektrische generator (RTG) als fotovoltaïsche energiebronnen werden beoordeeld om de orbiter van stroom te voorzien. Hoewel zonne-energie slechts 4% zo intens is bij Jupiter als in de baan van de aarde, werd het aandrijven van een Jupiter-ruimtevaartuig door zonnepanelen aangetoond door de Juno-missie. Het alternatief voor zonnepanelen was een multi-missie radio-isotoop thermo-elektrische generator (MMRTG), gevoed met plutonium-238. De krachtbron is al gedemonstreerd in het Mars Science Laboratory (MSL) missie. Er waren vijf eenheden beschikbaar, waarvan één gereserveerd was voor de Mars 2020 Rover missie en een andere als back-up. In September 2013 werd besloten dat de zonnepanelen de goedkopere optie waren om het ruimtevaartuig van stroom te voorzien, en op 3 oktober 2014 werd aangekondigd dat zonnepanelen werden gekozen om Europa Clipper van stroom te voorzien. De ontwerpers van de missie bepaalden dat zonne-energie zowel goedkoper was dan plutonium en praktisch te gebruiken op het ruimteschip. Ondanks het toegenomen gewicht van zonnepanelen in vergelijking met plutonium-aangedreven generatoren, de massa van het voertuig was naar verwachting nog steeds binnen aanvaardbare lanceringslimieten.
initiële analyse suggereert dat elk paneel een oppervlakte heeft van 18 m2 en continu 150 watt produceert wanneer het gericht is naar de zon terwijl het om Jupiter draait. Terwijl in de schaduw van Europa, batterijen zal het ruimtevaartuig in staat om verder te verzamelen van gegevens. Ioniserende straling kan echter zonnepanelen beschadigen. De baan van de Europa Clipper zal door de intense magnetosfeer van Jupiter gaan, die naar verwachting geleidelijk de zonnepanelen zal afbreken naarmate de missie vordert. De zonnepanelen worden geleverd door Airbus Defence and Space, Nederland.de Europa Clipper-missie is uitgerust met een verfijnde reeks van 9 instrumenten om het interieur en de oceaan, de geologie, de chemie en de bewoonbaarheid van Europa te bestuderen. De elektronische componenten worden beschermd tegen de intense straling door een 150-kilogram titanium en aluminium Schild. De lading en het traject van het ruimtevaartuig zijn onderhevig aan verandering als het missieontwerp volwassen wordt. De negen wetenschappelijke instrumenten voor de orbiter, aangekondigd in Mei 2015, hebben een geschatte totale massa van 82 kg (181 lb) en zijn hieronder vermeld:
Europa Thermal Emission Imaging System (E-THEMIS)Edit
het Europa Thermal Emission Imaging System zal zorgen voor een hoge ruimtelijke resolutie, multi-spectrale beeldvorming van Europa in de Midden-infrarode en verre infrarode banden om actieve locaties te helpen detecteren, zoals potentiële openingen die waterpluimen de ruimte in laten barsten. Dit instrument is afgeleid van het Thermal Emission Imaging System (THEMIS) op de Mars Odyssey orbiter uit 2001, ook ontwikkeld door Philip Christensen.
- hoofdonderzoeker: Philip Christensen, Arizona State University
Mapping Imaging Spectrometer for Europa (MISE)Edit
De Mapping Imaging Spectrometer voor Europa is een imaging near infrared spectrometer om de oppervlaktesamenstelling van Europa te onderzoeken en de distributies van organische stoffen (waaronder aminozuren en tholines), zouten, zure hydraten, waterijsfasen en andere materialen te identificeren en in kaart te brengen. Uit deze metingen verwachten wetenschappers dat ze de samenstelling van het maanoppervlak kunnen relateren aan de bewoonbaarheid van de oceaan. MISE is gebouwd in samenwerking met het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL).
- hoofdonderzoeker: Diana Blaney, Jet Propulsion Laboratory
Europa Imaging System (EIS)Edit
het Europa Imaging System is een zichtbaar spectrum breed en smal camerainstrument dat het grootste deel van Europa in kaart zal brengen met een resolutie van 50 m (160 ft) en beelden zal leveren van geselecteerde oppervlakken met een resolutie van maximaal 0,5 m.
- hoofdonderzoeker: Elizabeth Turtle, Applied Physics Laboratory
Europa Ultraviolet Spectrograph (Europa-UVS)Edit
het Europa Ultraviolet Spectrograph instrument kan kleine pluimen detecteren en levert waardevolle gegevens over de samenstelling en dynamiek van de exosfeer van de maan. De hoofdonderzoeker Kurt Retherford maakte deel uit van een groep die pluimen ontdekte die uit Europa uitbarsten tijdens het gebruik van de Hubble Ruimtetelescoop in het UV-spectrum.
- hoofdonderzoeker: 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) is een dubbelfrequent ijsdoortrekkend radarinstrument dat is ontworpen om Europa ’s ijskorst te karakteriseren en te laten klinken van het nabij-oppervlak tot de oceaan, waardoor de verborgen structuur van Europa’ s ijsschelp en potentiële waterzakken binnenin wordt blootgelegd. Dit instrument zal worden gebouwd door Jet Propulsion Laboratory.
- hoofdonderzoeker: Donald Blankenship, Universiteit van Texas in Austin
Interieurkarakterisering van Europa met behulp van Magnetometrie (ICEMAG)Edit
De Interieurkarakterisering van Europa met behulp van Magnetometrie (ICEMAG) werd geannuleerd vanwege kostenoverschrijdingen. Wordt vervangen door een eenvoudigere magnetometer.
Plasma Instrument for Magnetic Sounding (PIMS)Edit
het plasma Instrument for Magnetic Sounding (PIMS) meet het plasma Rondom Europa om de magnetische velden te karakteriseren die door plasmastromen worden gegenereerd. Deze plasmastromen maskeren de magnetische inductierespons van Europa ‘ s ondergrondse oceaan. In combinatie met een magnetometer is het de sleutel tot het bepalen van de dikte van Europa ‘ s ijsschelp, oceaandiepte en zoutgehalte. PIMS zal ook de mechanismen onderzoeken die verantwoordelijk zijn voor verwering en het vrijgeven van materiaal van Europa ’s oppervlak in de atmosfeer en ionosfeer en begrijpen hoe Europa zijn lokale ruimteomgeving en Jupiter’ s magnetosfeer beïnvloedt.
- hoofdonderzoeker: Joseph Westlake, Applied Physics Laboratory
massaspectrometer voor planetaire exploratie (MASPEX)Edit
de massaspectrometer voor planetaire exploratie (MASPEX) zal de samenstelling van het oppervlak en de ondergrond van de oceaan bepalen door het meten van Europa ‘ s Extreem dunne atmosfeer en alle oppervlaktematerialen die in de ruimte worden uitgestoten. Jack Waite, die de ontwikkeling van MASPEX leidde, was ook wetenschappelijk teamleider van de Ion en neutrale massaspectrometer (INMS) op Cassini ruimtevaartuig.
- hoofdonderzoeker: Jim Burch, Southwest Research Institute
Surface Dust Analyser|SUrface Dust Analyzer (SUDA)Edit
De SUrface Dust Analyzer (SUDA) is een massaspectrometer die de samenstelling zal meten van kleine vaste deeltjes die uit Europa worden uitgestoten en die de mogelijkheid biedt om direct het oppervlak en de potentiële pluimen te bemonsteren op laaggelegen flybys. Het instrument is in staat om sporen van organische en anorganische verbindingen in het ijs van ejecta te identificeren.
- hoofdonderzoeker: Sascha Kempf, University of Colorado Boulder
mogelijke secundaire elementsEdit
bij de Europa Clipper-missie werd uitgegaan van een extra massa van ongeveer 250 kg om een extra vluchtelement te vervoeren. Er zijn ongeveer een dozijn voorstellen gedaan, maar geen daarvan ging verder dan de concept-studiefase en er zijn geen voorstellen gepland voor de Europa Clipper-missie. Een paar van die worden beschreven volgende:omdat de Europa Clipper-missie mogelijk niet gemakkelijk zijn baan of hoogte kan wijzigen om door de episodische waterpluimen te vliegen, hebben wetenschappers en ingenieurs die aan de missie werken onderzocht of vanuit het ruimtevaartuig verschillende geminiaturiseerde satellieten van het CubeSat-formaat, mogelijk aangedreven door ion-stuwraketten, door de pluimen kunnen vliegen en de bewoonbaarheid van de interne oceaan van Europa kunnen beoordelen. Enkele vroege voorstellen omvatten Mini-MAGGIE, DARCSIDE, Sylph en CSALT. Deze concepten werden gefinancierd voor voorbereidende studies, maar geen werden overwogen voor hardware ontwikkeling of vlucht. De Europa Clipper zou signalen van de nanosatellieten naar de aarde hebben gestuurd. Met voortstuwing kunnen sommige nanosatellieten ook in een baan rond Europa komen.
Secundaire orbiters
- Biosignature Explorer voor Europa (BEE)
NASA was ook de beoordeling van de release van een extra 250 kg (550 lb) probe genoemd Biosignature Explorer voor Europa (BEE), die zou zijn uitgerust met een basis bi-brandstof motor koud gas boegschroeven worden sneller en beter reageren op de episodische activiteit op Europa en de steekproef en de analyse van de water pluimen voor biosignatures en leven bewijzen voordat ze worden vernietigd door de straling. De bijenpluim sonde zou zijn uitgerust met een bewezen massaspectrometer gecombineerd met gaschromatograaf scheiding. Het zou ook een ultraviolet (UV) pluim richtcamera evenals zichtbare en infraroodcamera ‘ s dragen om het actieve gebied met een betere resolutie dan de Clipper moederschip instrumenten te beelden. De bijensonde zou op 2-10 km hoogte zijn doorgevlogen, dan een snelle uitgang hebben gemaakt en zijn analyse hebben uitgevoerd ver van de stralingsgordels. Europa Tomography Probe (ETP) een Europees voorstel was een concept voor een onafhankelijk aangedreven ruimtevaartuig uitgerust met een magnetometer die ten minste zes maanden in een poolbaan rond Europa zou draaien. Het zou de diepe inwendige structuur van Europa hebben bepaald en een goede bepaling van de dikte van de ijskap en de diepte van de oceaan hebben gegeven, wat misschien niet nauwkeurig kan worden gedaan door meerdere flybys. Een aantal voorgestelde concepten voor botslichtsondes zijn die van Nederland en het Verenigd Koninkrijk. Het Europa Life Signature Assayer (ELSA) concept van de Universiteit van Colorado bestond uit een sonde die als tweede lading had kunnen worden gevlogen. ELSA zou een klein botslichaam hebben gebruikt om een pluim van ondergrondse deeltjes te creëren en katapulteerde ze naar hoogtes waar het in staat zou zijn geweest om monsters te verzamelen en te analyseren aan boord. Een variant van dit concept is de ice Clipper uit 1996, waarbij een 10 kg botslichaam wordt afgeworpen van het grote ruimtevaartuig naar Europa, waardoor een puinwolk ontstaat in de nabije ruimte op ongeveer 100 km hoogte, die vervolgens wordt bemonsterd door een klein ruimtevaartuig op een korte flyby en Europa ‘ s gravitatiekracht gebruikt voor een vrije terugkeertraject. Het verzamelmechanisme wordt voorlopig beschouwd als aerogel (vergelijkbaar met Stardust mission).
Add-on lander historyEdit
een vroeg Europa Clipper-concept vereist het opnemen van een stationaire lander met een diameter van ongeveer 1 meter, misschien ongeveer 230 kg (510 lb) met een maximum van 30 kg (66 lb) voor instrumenten plus drijfgas. Voorgestelde instrumenten waren een massaspectrometer en een Raman spectrometer om de chemie van het oppervlak te bepalen. De lander werd voorgesteld om naar Europa te worden geleverd door het belangrijkste ruimtevaartuig en mogelijk het sky crane systeem nodig hebben voor een hoge precisie, zachte landing in de buurt van een actieve spleet. De lander zou ongeveer 10 dagen op het oppervlak hebben gewerkt met behulp van batterijvoeding.
de Europa Clipper zou ongeveer drie jaar nodig hebben om 95% van het oppervlak van Europa in beeld te brengen met ongeveer 50 meter per pixel. Met deze gegevens konden wetenschappers dan een geschikte landingsplaats vinden. Volgens een schatting, met inbegrip van een lander zou kunnen oplopen tot US$1 miljard aan de kosten van de missie.hoofdartikel: Europa Lander (NASA)
in februari 2017 werd vastgesteld dat het ontwerpen van een systeem dat kan landen op een oppervlak waarvan zeer weinig bekend is, een te groot risico is, en dat de Europa Clipper de basis zal leggen voor een toekomstige landings missie door eerst gedetailleerde verkenningen uit te voeren. Dit leidde in 2017 tot een op zichzelf staand missievoorstel: de Europa Lander. De NASA Europa Lander, indien gefinancierd, zou afzonderlijk worden gelanceerd in 2025 als aanvulling op de studies van de Europa Clipper-missie. Indien gefinancierd, kunnen ongeveer 10 voorstellen worden geselecteerd om door te gaan in een concurrerend proces met een US$1.5 miljoen budget per onderzoek. De federale begrotingsvoorstellen van de President voor 2018 en 2019 financieren de Europa Lander niet, maar ze hebben wel 195 miljoen dollar toegewezen voor conceptstudies.NASA ‘ s begroting voor het boekjaar 2021 in de Omnibus Spending Bill van het Congres bevatte geen enkele taal die de Europa Lander mandateerde of financierde als eerdere wetsontwerpen die de toekomst van de missie onzeker maakten.