Europa Clipper - Nasa在木星的Moon Europa寻找生活的使命 - 刚刚击中了重要的里程碑

欧罗巴剪刀宇宙飞船图

NASA的Europa Clipper在2020年12月更新的此插图中,将在椭圆路上俯冲Jupiter,靠近其Moon Ouropa每次飞行收集数据。信用:NASA / JPL-CALTECH

木星月球木卫二可能有生命存在的潜力。探测器将多次飞越月球,研究这个海洋世界的可居住性。

欧罗巴剪刀,美国宇航局即将到来的旗舰使命外太阳系统,已通过重大的里程碑,完成其关键设计审查。在审查期间,专家们审查了航天器的详细设计,以确保它已准备好完成建设。该使命现在能够完成硬件制造和测试,并朝着航天器的装配和测试转向复杂的科学仪器的有效载荷。

欧罗巴剪刀的热管

NASA的喷气机推进实验室的技术人员和工程师于2019年9月12日工作,将热管粘合到由Johns Hopkins大学应用物理实验室(APL)的美国欧罗巴剪报飞船为基础的面板粘合到内置的面板。当管道时,管道控制轨道器的温度。信用:NASA / JPL-CALTECH

木星的卫星欧罗巴的内部海洋面积是地球海洋面积总和的两倍,具备适宜生命存在的条件。但是,寒冷的温度和木星辐射对其表面的持续冲击,使它成为一个难以探索的目标:任务工程师和科学家必须设计一艘耐寒的航天器,既能承受辐射,又足够敏感,以收集调查木卫二环境所需的科学知识。

Europa Clipper Orbiter将在椭圆路上俯冲木星,靠近每只飞行的月亮倾斜,进行详细的侦察。科学包括收集内部海洋的测量,绘制表面成分及其地质,以及捕集可能从冰冷的外壳排出的水蒸气羽毛。

欧罗巴剪刀原因在台面上测试

Engineers at NASA’s Jet Propulsion Laboratory test an engineering model of a high-frequency (HF) radar antenna that makes up part of NASA’s Europa Clipper radar instrument on December 17, 2019. The 59-foot-long (18-meter-long) antenna is held straight by a cross bar on the tower at right. Credit: NASA/JPL-Caltech

基于NASA最近完成的激烈检查,航天器的发展正在进展顺利。关键设计审查对所有科学仪器的计划的细节进行了深入的潜水 - 从相机到天线 - 和飞行子系统,包括推进,电力,航空电子和飞行计算机。

“我们认为我们的项目系统设计很强劲,”欧罗巴剪报工程经理Jan Chodas在南加州南部南部的喷气机推进实验室。“我们完成各个件的开发和整合的计划将其置于一起,而整个系统将以旨在聚集的科学测量,我们需要探索欧罗巴潜在的居住地。”

欧罗巴成像系统在作品中

Johns Hopkins应用的物理实验室(APL)的工程师与工程模型一起工作 - 用于在地球上进行测试 - 部分欧洲成像系统(EIS)将飞行的NASA的Europa Clipper。他安装了仪器广角相机(WAC)的探测器电子产品。信用:NASA / Johns Hopkins APL / Ed Whitman

工作中的硬件

除了详细的计划,这次任务还建立了原型和工程模型,以测试仪器和工程子系统的工作情况。然后是飞行硬件本身。其中大部分已经建成;在过去一年半的时间里,每个工程子系统和仪器都完成了自己的设计评审。

法拉第杯近距离

包含在NASA的欧罗巴剪刀的有效载体中是用于磁性探测(PIMS)的等离子仪器。科学家将使用PIM来研究欧罗巴周围等离子体的特点,以更好地了解月亮的冰壳厚度,海洋深度和海洋盐度。由Johns Hopkins应用的物理实验室(APL)建造在马里兰州的Laurel,PIMS由两种仪器组成,每个仪器组成,两个相同的传感器称为法拉第杯,将衡量等离子体,或电荷的气体,在欧罗巴的电离层和木星的磁层。在APL的洁净室中如图所示,最近组装的法拉第杯传感器和仪器壳体有两种配置。左侧是最终的飞行硬件,安装了绝缘的热毯;右侧是一种测试配置,可保护敏感硬件进行运输。信用:NASA / JPL-CALTECH

木卫二快船最引人注目的特征,它的标志性元素,正在形成。直径近10英尺(3米)的圆盘状高增益天线,将接收来自地球的指令并向地球发回科学数据,目前正处于组装的最后阶段。到目前为止,木卫二快帆船上最显眼的硬件——将像翅膀一样展开在深空的大型太阳能电池板——也正在建造中。这艘飞船的阵列已经完全展开,其宽度超过了一个篮球场的长度,跨度为100英尺(30.5米)。这些阵列将覆盖960平方英尺(90平方米)。

Europa Clipper推进模块

2020年10月15日,美国宇航局戈达德太空飞行中心的技术人员正在检查“木卫二快船”飞船推进模块核心的圆柱体。堆叠的圆柱体内装着推进油箱和火箭发动机,一旦木卫二快帆船离开地球大气层,这些发动机将推动它前进。来源:美国国家航空航天局/芭芭拉·兰伯特

它们将被连接到马里兰州劳雷尔市的约翰霍普金斯应用物理实验室(APL)建造的推进模块上。推进舱核心由两个堆叠的圆柱体组成,圆柱体一起高约10英尺(3米),包含推进油箱和16个火箭发动机,一旦木卫二快帆船离开地球大气层,这些发动机将推动它前进。

巨大的气缸体现了将宇宙飞船像这样放置在一起所需的合作效果。它们由APL建造并运送到JPL.用于安装热再分配系统的管子,它是保持航天器热控制系统的一部分。这些气缸随后被送到美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心,用于安装推进子系统。有400个焊接接头,每个接头都经过x光检查以进行质量控制,这是成功安装推进子系统的关键。

APL还在构建电信模块,用于与地球和辐射监视器的无线电通信,以衡量在其40多欧罗巴捕获期间击中航天器的电子爆炸的大小。

在喷气推进实验室,飞行系统的几个部分正在建设中,包括保护关键电子硬件免受木星强烈辐射的防护拱顶。喷气推进实验室也正在建造和测试航空电子子系统,其中包括飞行计算机、电源开关和配电硬件、执行科学任务所需的飞行软件,以及飞行任务所需的地面系统工具。此外,还将建造地面支持设备,用于组装和测试“欧罗巴快船”的大型飞行硬件。

“这是一个非常激动人心的时刻,看到他们的工作成果将在几年内绕木星运行,”欧罗巴快艇副项目经理乔丹·埃文斯说,喷气推进实验室。“即使面对新冠肺炎,团队在所有气瓶上射击。使用休息协议,他们正在对硬件进行必要的工作,而团队的其余部分是在家完成工作。“

精致的套房

随着这项工作向前发展,项目领导人继续计划使命的科学。宇宙飞船的科学仪器将测量冰地壳的深度,测量内部海洋的深度以及它的深度以及它的厚度和咸味,详细捕获表面地质的彩色图像,并分析潜在的羽毛。

Europa Clipper的等离子仪器

在这张照片中,Johns Hopkins应用物理实验室(APL)的等离子仪表校准室在马里兰娜的Laurel,重现了PIMS和其他仪器在太空中遇到的等离子体环境。该实验室中的设备模拟了这些环境,其中离子束再现在木星和欧罗巴发现的等离子体能量范围。信用:NASA / JPL-CALTECH

科学家们对月球表面的组成特别感兴趣。有证据表明,暴露在那里的物质混合在冰冷的地壳中,可能来自下面的海洋。木卫二快艇号还将调查月球的重力场,这将告诉科学家更多关于月球如何在木星的牵引下发生弯曲,以及这种活动如何可能使内部海洋变暖。

“We’re doing work that a decade from now will change how we think about the diversity of worlds in the outer solar system – and about where life might be able to exist right now, not in the distant past,” said Europa Clipper Project Scientist Robert Pappalardo of JPL.

欧罗巴成像系统窄角相机

包含在NASA'S Europa Clipper的科学仪器的有效载荷中是欧罗巴成像系统(EIS)窄角相机(NAC)。在这里显示在Johns Hopkins应用物理实验室(APL)在马里兰州的Laurel,Maryland,用于测试仪器的工程模型安装在两个轴万向机构上,允许NAC望远镜独立指出。该模型由NAC望远镜,电子,万向节和电缆组成,覆盖在热毯中。EIS将允许突破性的测量和大部分欧罗巴地图,这是一个在其外壳下的木星的冰冷的月亮,以前的任务在决议中只能在小领域实现。EIS数据将对欧罗巴的地质结构和流程提供新的见解,并用于寻找最近或目前地质活动的证据,包括潜在的爆发羽毛。信用:NASA / JPL-CALTECH

但是乐器越多,航天器带有,它们越多,互动并可能影响彼此的操作。为此,注意到Pappalardo,“我们目前确保仪器可以同时运行,没有电磁干扰。”

全套仪器将在2021年到达JPL后进行广泛的测试。2022年初标志着装配,测试和发布操作的开始。倒计时是打开的。

“少于一年,直到所有硬件组件都需要出现在一个地方,”Chodas说。“我们将所有这些都带到一起开始构建完整的飞行系统,然后测试完全综合的航天器并准备好推出。”

该团队正在追踪,让欧洲剪刀准备好2024年推出。

欧罗巴成像系统广角相机

包含在NASA的Europa Clipper Compical Instruments的有效载荷中是欧罗巴成像系统(EIS)广角相机(WAC)。在这里,在马里兰州的Laurel,Johns Hopkins应用物理实验室(APL)的机械工程师在热真空室中设立了WAC望远镜和电子产品的工程模型,用于环境测试。信用:NASA / JPL-CALTECH

更多关于使命

欧罗巴剪裁者的任务有助于为天体学家领域有助于跨学科研究遥远世界的变量和条件,这些研究可以像我们所知道的那样包围生活的遥远世界。yabo124虽然Europa Clipper不是寿命检测任务,它将进行详细的欧罗巴侦察,并调查冰冷的月亮是否与其地下海洋有能力支持生活。了解Europa的居住能力将帮助科学家更好地了解地球上的生活如何以及寻找超越我们星球的潜力。

由Caltech在加利福纳省Pasdorna,JPLS与华盛顿州NASA科学使命董事会合作开发欧罗巴特派团的发展。NASA在阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心的行星特派团计划办公室执行欧罗巴特派团的计划管理。

是第一个评论“木卫二快船”——NASA在木星卫星木卫二上寻找生命的任务——刚刚达到了一个重要的里程碑。

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