Powereditt
zarówno radioizotopowy generator termoelektryczny (RTG), jak i fotowoltaiczne Źródła energii zostały ocenione do zasilania orbitera. Chociaż energia słoneczna jest tylko 4% tak intensywna na Jowiszu, jak na orbicie Ziemi, zasilanie sondy orbitalnej Jowisza za pomocą paneli słonecznych zostało zademonstrowane przez misję Juno. Alternatywą dla paneli słonecznych był wielozadaniowy radioizotopowy generator termoelektryczny (MMRTG), zasilany plutonem-238. Źródło zasilania zostało już zademonstrowane w misji Mars Science Laboratory (MSL). Dostępnych było pięć jednostek, z których jeden zarezerwowany był na misję łazika Mars 2020, a drugi jako zapasowy. We wrześniu 2013 roku zdecydowano, że układ słoneczny jest tańszą opcją zasilania statku kosmicznego, a 3 października 2014 roku ogłoszono, że panele słoneczne zostaną wybrane do zasilania statku Europa Clipper. Projektanci misji ustalili, że energia słoneczna była zarówno tańsza niż Pluton, jak i praktyczna w użyciu na statku kosmicznym. Pomimo zwiększonej masy paneli słonecznych w porównaniu z generatorami zasilanymi plutonem, przewidywano, że masa pojazdu nadal mieści się w dopuszczalnych granicach startowych.
wstępna analiza sugeruje, że każdy panel będzie miał powierzchnię 18 m2 (190 stóp kwadratowych) i wytwarza 150 watów w sposób ciągły, gdy jest skierowany w stronę słońca podczas orbitowania Jowisza. Będąc w cieniu Europy, baterie umożliwią statkowi dalsze zbieranie danych. Jednak promieniowanie jonizujące może uszkodzić panele słoneczne. Orbita Europa Clipper będzie przechodzić przez intensywną magnetosferę Jowisza, która ma stopniowo degradować panele słoneczne w miarę postępów misji. Panele Słoneczne będą dostarczane przez Airbus Defence and Space, Holandia.
ładowność Naukowaedytuj
misja Europa Clipper jest wyposażona w zaawansowany zestaw 9 instrumentów do badania wnętrza Europy i Oceanu, geologii, chemii i możliwości zamieszkania. Podzespoły elektroniczne będą chronione przed intensywnym promieniowaniem przez 150-kilogramową tarczę tytanowo-aluminiową. Ładunek i trajektoria statku mogą ulec zmianie w miarę dojrzewania projektu misji. Dziewięć instrumentów naukowych dla orbitera, ogłoszonych w maju 2015 roku, ma szacunkową masę całkowitą 82 kg (181 funtów) i są wymienione poniżej:
System obrazowania emisji termicznej Europa (E-THEMIS)Edytuj
System obrazowania emisji termicznej Europa zapewni wysoką rozdzielczość przestrzenną, wielospektralne obrazowanie Europy w pasmach średniej podczerwieni i dalekiej podczerwieni, aby pomóc wykryć aktywne miejsca, takie jak potencjalne otwory wentylacyjne wybuchające piórami wody w Przestrzeń Kosmiczną. Instrument ten pochodzi z Thermal Emission Imaging System (THEMIS) na orbicie Mars Odyssey z 2001 roku, również opracowanej przez Philipa Christensena.
- Kierownik: Philip Christensen, Arizona State University
Mapping Imaging Spectrometer for Europa (MISE)Edit
the Mapping Imaging Spectrometer for Europa is a imaging near infrared spectrometer to badanie składu powierzchni Europy, identyfikowanie i mapowanie rozkładów substancji organicznych (w tym aminokwasów i Tolin), soli, hydratów kwasowych, faz lodu wodnego i innych materiałów. Na podstawie tych pomiarów naukowcy spodziewają się, że będą w stanie powiązać skład powierzchni Księżyca z zamieszkaniem jego Oceanu. MISE jest zbudowany we współpracy z Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL).
- kierownik projektu: Diana Blaney, Jet Propulsion Laboratory
Europa Imaging System (EIS)Edit
Europa Imaging System to aparat fotograficzny o szerokim i wąskim kącie widzenia, który odwzoruje większość Europy w rozdzielczości 50 m (160 stóp) i dostarczy obrazy wybranych obszarów powierzchni w rozdzielczości do 0,5 m.
- Kierownik: Elizabeth Turtle, Applied Physics Laboratory
Europa Ultraviolet Spectrograph (Europa-UVS)Edit
Instrument Europa Ultraviolet Spectrograph będzie w stanie wykryć małe smugi i dostarczy cennych danych na temat składu i dynamiki egzosfery Księżyca. Główny badacz Kurt Retherford był częścią grupy, która odkryła pióropusze wybuchające z Europy podczas korzystania z Kosmicznego Teleskopu Hubble ’ a w spektrum UV.
- kierownik projektu: Kurt Retherford, Southwest Research Institute
: Ocean to Near-surface (REASON)Edit
the Radar for Europa Assessment and Sounding: Ocean to Near-surface (REASON) jest radarem penetrującym lód o podwójnej częstotliwości, który ma na celu scharakteryzowanie i odgłos skorupy lodowej Europy od powierzchni bliskiej do oceanu, ujawniając ukrytą strukturę skorupy lodowej Europy i potencjalne kieszenie wodne wewnątrz. Instrument ten zostanie zbudowany przez Jet Propulsion Laboratory.
- Kierownik: Donald Blankenship, University of Texas at Austin
Interior Characterization of Europa using Magnetometry (ICEMAG)Edit
Interior Characterization of Europa using Magnetometry (ICEMAG) was cancelled due to cost overrun. Zostanie zastąpiony prostszym magnetometrem.
Plasma Instrument for Magnetic Sounding (PIMS)Edit
Plasma Instrument for Magnetic Sounding (PIMS) mierzy plazmę otaczającą Europę, aby scharakteryzować pola magnetyczne generowane przez prądy plazmowe. Te prądy plazmowe maskują odpowiedź indukcji magnetycznej Oceanu podpowierzchniowego Europy. W połączeniu z magnetometrem jest kluczem do określenia grubości skorupy lodowej Europy, głębokości oceanu i zasolenia. PIMS będzie również badać mechanizmy odpowiedzialne za wietrzenie i uwalnianie materiału z powierzchni Europy do atmosfery i jonosfery oraz zrozumieć, w jaki sposób Europa wpływa na lokalne środowisko kosmiczne i magnetosferę Jowisza.
- Kierownik: Joseph Westlake, Applied Physics Laboratory
Mass Spectrometer for Planetary Exploration (MASPEX)Edit
Mass Spectrometer for Planetary Exploration (MASPEX) określi skład powierzchni i podpowierzchni Oceanu, mierząc niezwykle słabą atmosferę Europy i wszelkie materiały powierzchniowe wyrzucone w Przestrzeń Kosmiczną. Jack Waite, który kierował pracami nad MASPEX, był również kierownikiem zespołu naukowego nad jonowym i neutralnym spektrometrem Mas (INMS) na statku kosmicznym Cassini.
- Kierownik: Jim Burch, Southwest Research Institute
- Kierownik: 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) jest spektrometrem masowym, który mierzy skład małych cząstek stałych wyrzuconych z Europy, zapewniając możliwość bezpośredniego pobierania próbek powierzchni i potencjalnych pióropuszy na lotach na małej wysokości. Przyrząd jest w stanie zidentyfikować ślady związków organicznych i nieorganicznych w lodzie ejecta.
możliwe elementy drugorzędneedytuj
misja Europa Clipper miała na celu przewiezienie dodatkowego elementu lotu o masie około 250 kg. Zaproponowano około tuzina propozycji, ale żadna nie wyszła poza fazę badania koncepcji i żadna nie jest planowana dla misji Europa Clipper. Kilka z nich zostało opisanych dalej:
Nanosatelites
ponieważ misja Europa Clipper może nie być w stanie łatwo zmodyfikować swojej trajektorii orbitalnej lub wysokości, aby przelecieć przez epizodyczne smugi wody, naukowcy i inżynierowie pracujący nad misją zbadali rozmieszczenie ze statku kosmicznego kilku zminiaturyzowanych satelitów formatu CubeSat, prawdopodobnie napędzanych przez silniki jonowe, aby przelecieć przez smugi i ocenić zamieszkanie wewnętrznego Oceanu Europy. Niektóre wczesne propozycje to Mini-MAGGIE, DARCSIDE, Sylph i CSALT. Koncepcje te były finansowane do badań wstępnych, ale żadna nie była brana pod uwagę przy opracowywaniu sprzętu lub locie. Europa Clipper przekazałaby sygnały z nanosatelitów z powrotem na Ziemię. Dzięki napędowi niektóre nanosatelity mogą być również zdolne do wejścia na orbitę wokół Europy.
drugorzędne orbitery
NASA oceniała również uwolnienie dodatkowej sondy o masie 250 kg (550 funtów) o nazwie Biosignature Explorer for Europa (BEE), która byłaby wyposażona w podstawowy silnik dwubiegowy i silniki napędzające zimny Gaz, aby być bardziej zwinnym i reagować na epizodyczną aktywność na Europie oraz pobierać próbki i analizować pióropusze wody pod kątem biosignatures i dowodów życia, zanim zostaną zniszczone przez promieniowanie. Sonda pióropuszów pszczół byłaby wyposażona w sprawdzony spektrometr masowy połączony z separacją chromatografu gazowego. Byłby również wyposażony w kamerę celującą w pióropusze ultrafioletowe (UV), a także kamery widzialne i podczerwone, aby zobrazować aktywny region z lepszą rozdzielczością niż instrumenty statku macierzystego Clipper. Sonda BEE przeleciałaby na wysokości 2-10 km, po czym wykonała szybki wylot i wykonała swoją analizę z dala od pasów promieniowania.
Europejska propozycja była koncepcją niezależnego napędzanego statku kosmicznego wyposażonego w magnetometr, który okrążałby Europę po orbicie biegunowej przez co najmniej sześć miesięcy. Oznaczałoby to głęboką strukturę wewnętrzną Europy i zapewniało dobre określenie grubości skorupy lodowej i głębokości oceanu,co prawdopodobnie nie może być wykonane dokładnie przez wiele przelotów. Sondy udarowe niektóre koncepcje zaproponowane przez Holandię i Wielką Brytanię obejmują sondy udarowe. Lot próbny powrót
koncepcja Europa Life Signature Assayer (ELSA) opracowana przez University of Colorado składała się z sondy, która mogła być użyta jako dodatkowy ładunek. ELSA użyłaby małego impaktora do stworzenia pióropusza cząsteczek podpowierzchniowych i katapultowała je na wysokość, gdzie byłaby w stanie przejść, aby pobrać próbki i przeanalizować je na pokładzie. Odmianą tej koncepcji jest Ice Clipper z 1996 r., który obejmuje 10-kilogramowy Impaktor, który zostanie wyrzucony z głównego statku kosmicznego, aby uderzyć w Europę, tworząc w ten sposób chmurę gruzu w pobliskiej przestrzeni o wysokości 100 km, następnie pobrany przez mały statek kosmiczny podczas bliskiego przelotu i wykorzystujący siłę grawitacji Europy do swobodnej trajektorii powrotu. Mechanizm zbierania jest wstępnie uważany za aerożel (podobny do misji Stardust).
Historia lądownika dodatkowegoedit
wczesna koncepcja Clippera wymagała włączenia stacjonarnego lądownika o średnicy około 1 metra, być może około 230 kg (510 lb), z maksymalnym 30 kg (66 lb) na instrumenty i materiał pędny. Sugerowanymi instrumentami były spektrometr masowy i spektrometr Ramana do określania chemii powierzchni. Lądownik miał być dostarczony do Europy przez główny statek kosmiczny i być może wymagać systemu sky crane do precyzyjnego, miękkiego lądowania w pobliżu aktywnej szczeliny. Lądownik działał na powierzchni około 10 dni, wykorzystując zasilanie bateryjne.
Europa Clipper zajmie około trzech lat, aby zobrazować 95% powierzchni Europy z prędkością około 50 metrów na piksel. Dzięki tym danym naukowcy mogli znaleźć odpowiednie miejsce lądowania. Według szacunków, łącznie z lądownikiem, koszt misji może wzrosnąć nawet o miliard dolarów.
oddzielny start
w lutym 2017 roku ustalono, że zaprojektowanie systemu zdolnego do lądowania na powierzchni, o której niewiele wiadomo, jest zbyt ryzykowne, i że Europa Clipper położy podwaliny pod przyszłą misję lądowania, wykonując najpierw szczegółowy rekonesans. W 2017 roku zaproponowano samodzielną misję: lądownik Europa. NASA Europa Lander, jeśli będzie finansowany, zostanie uruchomiony oddzielnie w 2025 r.w celu uzupełnienia badań prowadzonych przez misję Europa Clipper. W przypadku finansowania można wybrać około 10 propozycji, aby przejść do procesu konkurencyjnego o wartości 1 USD.5 milionów budżetu na dochodzenie. Propozycje budżetu federalnego prezydenta na 2018 i 2019 rok nie finansują Lądownika Europa, ale przeznaczyły 195 milionów dolarów na badania koncepcyjne.
budżet NASA na rok budżetowy 2021 w ustawie o wydatkach Omnibusowych Kongresu nie zawierał żadnego języka upoważniającego lub finansującego lądownik Europa, jak poprzednie ustawy, które niepewnie wpływały na przyszłość misji.