PowerEdit
både radioisotop termoelektrisk generator (RTG) och fotovoltaiska kraftkällor bedömdes för att driva orbiteren. Även om solenergi bara är 4% så intensiv vid Jupiter som den är i jordens bana, demonstrerades Juno-uppdraget att driva en Jupiter-orbital rymdfarkost med solpaneler. Alternativet till solpaneler var en multi-mission radioisotop termoelektrisk generator (MMRTG), drivs med plutonium-238. Kraftkällan har redan demonstrerats i Mars Science Laboratory (MSL) – uppdraget. Fem enheter var tillgängliga, med en reserverad för Mars 2020 rover mission och en annan som backup. I September 2013 beslutades att solar array var det billigare alternativet att driva rymdfarkosten, och den 3 oktober 2014 tillkännagavs att solpaneler valdes för att driva Europa Clipper. Uppdragets designers bestämde att sol var både billigare än plutonium och praktiskt att använda på rymdfarkosten. Trots den ökade vikten av solpaneler jämfört med plutoniumdrivna generatorer hade fordonets massa beräknats fortfarande ligga inom acceptabla lanseringsgränser.
Initial analys tyder på att varje panel kommer att ha en yta på 18 m2 (190 kvm) och producera 150 watt kontinuerligt när den pekas mot solen medan den kretsar kring Jupiter. I Europas skugga kommer batterier att göra det möjligt för rymdfarkosten att fortsätta samla in data. Joniserande strålning kan dock skada solpaneler. Europa Clippers bana kommer att passera genom Jupiters intensiva magnetosfär, som förväntas gradvis försämra solpanelerna när uppdraget fortskrider. Solpanelerna kommer att tillhandahållas av Airbus Defence and Space, Nederländerna.
Scientific payloadEdit
Europa Clipper-uppdraget är utrustat med en sofistikerad svit med 9 instrument för att studera Europas inre och hav, Geologi, Kemi och beboelighet. De elektroniska komponenterna kommer att skyddas från den intensiva strålningen med en 150 kilo titan-och aluminiumsköld. Rymdfarkostens nyttolast och bana kan komma att ändras när uppdragsdesignen mognar. De nio vetenskapliga instrumenten för orbiter, som tillkännagavs i maj 2015, har en uppskattad totalvikt på 82 kg (181 lb) och listas nedan:
Europa Thermal Emission Imaging System (E-THEMIS)Edit
Europa Thermal Emission Imaging System kommer att ge hög rumslig upplösning, multispektral avbildning av Europa i mitten av infraröda och långt infraröda band för att hjälpa till att upptäcka aktiva platser, såsom potentiella ventiler som bryter ut vatten i rymden. Detta instrument härrör från Thermal Emission Imaging System (THEMIS) på Mars Odyssey orbiter 2001, som också utvecklats av Philip Christensen.
- huvudutredare: Philip Christensen, Arizona State University
Mapping Imaging Spectrometer för Europa (MISE)redigera
Mapping Imaging Spectrometer för Europa är en avbildande nära infraröd spektrometer för att sondera ytan sammansättning av Europa, identifiera och kartlägga fördelningarna av organiska ämnen (inklusive aminosyror och tholiner), salter, syrahydrater, vattenis faser och andra material. Från dessa mätningar förväntar sig forskare att kunna relatera månens ytkomposition till havets livsmiljö. MISE är byggt i samarbete med Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL).
- Principal investigator: Diana Blaney, Jet Propulsion Laboratory
Europa Imaging System (EIS)Edit
Europa Imaging System är ett synligt spektrum bred och smal vinkel kamera instrument som kommer att kartlägga det mesta av Europa på 50 M (160 ft) upplösning, och kommer att ge bilder av utvalda ytor på upp till 0,5 m upplösning.
- huvudutredare: Elizabeth Turtle, Applied Physics Laboratory
Europa Ultraviolet Spectrograph (Europa-UVS)Edit
Europa Ultraviolet Spectrograph-instrumentet kommer att kunna upptäcka små plymer och kommer att ge värdefulla data om månens exosfärs sammansättning och dynamik. Huvudforskaren Kurt Retherford var en del av en grupp som upptäckte plymer som bröt ut från Europa medan de använde Hubble rymdteleskopet i UV-spektrumet.
- huvudforskare: Kurt Retherford, Southwest Research Institute
Radar för Europa-bedömning och ljud: Ocean to Near-surface (REASON)Edit
radaren för Europa Assessment and Sounding: Ocean to Near-surface (REASON) är ett dubbelfrekvent isgenomträngande radarinstrument som är utformat för att karakterisera och låta Europas isskorpa från nära ytan till havet, vilket avslöjar den dolda strukturen i Europas isskal och potentiella vattenfickor inom. Detta instrument kommer att byggas av Jet Propulsion Laboratory.
- huvudutredare: Donald Blankenship, University of Texas i Austin
inre karaktärisering av Europa med Magnetometri (ICEMAG)redigera
den inre karakteriseringen av Europa med Magnetometri (ICEMAG) avbröts på grund av kostnadsöverskridanden. Kommer att ersättas av en enklare magnetometer.
Plasmainstrument för magnetiskt ljud (PIMS)redigera
Plasmainstrumentet för magnetiskt ljud (PIMS) mäter plasman som omger Europa för att karakterisera de magnetfält som genereras av plasmaströmmar. Dessa plasmaströmmar maskerar det magnetiska induktionssvaret från Europas underjordiska hav. I samband med en magnetometer är det nyckeln till att bestämma Europas isskaltjocklek, havsdjup och salthalt. PIMS kommer också att undersöka de mekanismer som är ansvariga för förväxling och frisättning av material från Europas yta till atmosfären och jonosfären och förstå hur Europa påverkar sin lokala rymdmiljö och Jupiters magnetosfär.
- huvudutredare: Joseph Westlake, Applied Physics Laboratory
masspektrometer för Planetutforskning (MASPEX)redigera
masspektrometern för Planetutforskning (MASPEX) bestämmer sammansättningen av ytan och underytan genom att mäta Europas extremt tuffa atmosfär och eventuella ytmaterial som kastas ut i rymden. Jack Waite, som ledde utvecklingen av MASPEX, var också Vetenskapsteamledare för Jon och Neutral masspektrometer (INMS) på Cassini rymdfarkoster.
- huvudutredare: Jim Burch, Southwest Research Institute
Surface Dust Analyzer/SUrface Dust Analyzer (SUDA)redigera
SUrface Dust Analyzer (SUDA) är en masspektrometer som mäter sammansättningen av små fasta partiklar som matas ut från Europa, vilket ger möjlighet att direkt prova ytan och potentiella plymer på låg höjd flybys. Instrumentet kan identifiera spår av organiska och oorganiska föreningar i isen av ejecta.
- huvudutredare: Sascha Kempf, University of Colorado Boulder
möjliga sekundära elementsEdit
Europa Clipper-uppdraget ansåg en extra massa på cirka 250 kg för att bära ett extra flygelement. Omkring ett dussin förslag har föreslagits men ingen gick utöver konceptstudiefasen och ingen planeras för Europa Clipper-uppdraget. Några av dem beskrivs nedan:eftersom Europa Clipper-uppdraget kanske inte enkelt kan modifiera sin orbitalbana eller höjd för att flyga genom de episodiska vattenplummen, har forskare och ingenjörer som arbetar med uppdraget undersökt utplacering från rymdfarkosten flera miniatyriserade satelliter i CubeSat-formatet, eventuellt drivna av jonpropellrar, för att flyga genom plumes och bedöma livsmiljön hos Europas inre hav. Några tidiga förslag inkluderar Mini-MAGGIE, DARCSIDE, Sylph och CSALT. Dessa begrepp finansierades för preliminära studier men ingen övervägdes för hårdvaruutveckling eller flygning. Europa Clipper skulle ha vidarebefordrat signaler från nanosatelliterna tillbaka till jorden. Med framdrivning kan vissa nanosatelliter också kunna komma in i omloppsbana runt Europa.
sekundära orbitrar
- Biosignature Explorer för Europa (BEE)
NASA bedömde också frisättningen av en ytterligare 250 kg (550 lb) sond som heter Biosignature Explorer för Europa (BEE), som skulle ha utrustats med en grundläggande bi-drivmotor och kalla gaspropellrar för att vara mer smidiga och lyhörda för den episodiska aktiviteten på Europa och prov och analysera vattenplommorna för biosignaturer och livsbevis innan de förstörs av strålning. BEE plume-sonden skulle ha utrustats med en beprövad masspektrometer kombinerad med gaskromatografseparation. Det skulle också ha en ultraviolett (UV) plume-riktad kamera samt synliga och infraröda kameror för att avbilda den aktiva regionen med bättre upplösning än Clipper-moderfartygsinstrumenten. BIPROBEN skulle ha flugit igenom på 2-10 km Höjd, gjorde sedan en snabb utgång och utförde sin analys långt ifrån strålningsbältena.
- Europa Tomography Probe (ETP)
ett europeiskt förslag var ett koncept för en oberoende driven rymdfarkost utrustad med en magnetometer som skulle kretsa kring Europa på en polär bana i minst sex månader. Det skulle ha bestämt Europas djupa inre struktur och gav en bra bestämning av isskalets tjocklek och havsdjup, vilket utan tvekan inte kan göras exakt av flera flybys. Impactor probes några föreslagna impactor sondkoncept inkluderar de från Nederländerna och Storbritannien. Europa Life Signature Assayer (ELSA) – konceptet vid University of Colorado bestod av en sond som kunde ha flugits som en sekundär nyttolast. ELSA skulle ha använt en liten slagverk för att skapa en plume av underjordiska partiklar och katapulterade dem till höjder där den skulle ha kunnat passera för att samla prover och analysera dem ombord. En variation av detta koncept är 1996 Ice Clipper, som involverar en 10 kg slagverk som skulle jettisoned från huvud rymdfarkosten för att påverka Europa, vilket skapar ett skräp moln i närliggande utrymme ca 100 km Höjd, därefter samplas av en liten rymdfarkost på en nära flyby och använda Europas gravitationskraft för en fri returbana. Insamlingsmekanismen anses preliminärt vara aerogel (liknande Stardust mission).
add-on lander historyEdit
ett tidigt Europa Clipper-koncept krävde att inkludera en stationär landare ca 1 meter i diameter, kanske ca 230 kg (510 lb) med högst 30 kg (66 lb) för instrument plus drivmedel. Föreslagna instrument var en masspektrometer och en Raman-spektrometer för att bestämma Ytans Kemi. Landaren föreslogs att levereras till Europa av huvudfartyget och eventuellt kräva sky crane-systemet för en mjuk landning med hög precision nära en aktiv spricka. Landaren skulle ha drivit cirka 10 dagar på ytan med batteriström.
Europa Clipper skulle ta ungefär tre år att avbilda 95% av Europas yta på cirka 50 meter per pixel. Med dessa data kunde forskare sedan hitta en lämplig landningsplats. Med en uppskattning, inklusive en landare kan lägga till så mycket som US$1 miljarder till uppdragets kostnad.
separat lansering
det bestämdes i februari 2017 att utforma ett system som kan landa på en yta som mycket lite är känt är för mycket risk, och att Europa Clipper kommer att lägga grunden för ett framtida landningsuppdrag genom att utföra detaljerad rekognosering först. Detta ledde till ett fristående uppdragsförslag 2017: Europa Lander. NASA Europa Lander, om den finansieras, skulle lanseras separat 2025 för att komplettera studierna av Europa Clipper-uppdraget. Om det finansieras kan cirka 10 förslag väljas för att gå vidare till en konkurrensprocess med en US$1.5 miljoner budget per undersökning. Presidentens 2018 och 2019 federala budgetförslag finansierar inte Europa Lander, men det tilldelade US$195 miljoner för konceptstudier.
NASA: s budget för budgetåret 2021 i kongressens Omnibus-utgiftsräkning inkluderade inte något språk som krävde eller finansierade Europa-landaren som tidigare räkningar som gjorde uppdragets framtid osäker.