I flyby Missione di Europa 7 (ex Europe Clipper ) è un veicolo spaziale interplanetaria attualmente in fase di sviluppo da parte della NASA , previsto per essere rilasciato nel 2020, in una missione il cui obiettivo è di studiare il Galileo luna Europa , attraverso una serie sorvolo, come la sonda orbita attorno al pianeta Giove .

La missione continua gli studi condotti dalla sonda Galileo durante gli otto anni in cui orbitava intorno a Giove, che ha permesso di determinare l’esistenza di un oceano sotto la superficie di Europa. Prevede di inviare una sonda per l’Europa sono stati inizialmente concepiti progetti come Europa Orbiter e Jupiter Icy Moons Orbiter , che sarebbero collocati un veicolo spaziale in orbita Europa. Tuttavia, tali piani sono stati demoliti a causa della forte impatto nell’orbita dell’Europa con la radiazione emessa dalla magnetosfera di Giove, così è stato deciso che sarebbe stato più sicuro per posizionare la sonda in un’orbita attorno a Giove e svolgere vari sorvoli bassa altezza della luna. Questa missione è stato originariamente chiamato Europa Clipper e iniziato come un progetto congiunto tra il Jet Propulsion Laboratory e il Laboratorio di Fisica Applicata .

La sonda Missione Europa sarà assemblata e costruito per il trasporto di un nove strumenti attrezzature scientifiche fornite dal JPL, APL, Southwest Research Institute , University of Texas , Arizona State University e la University of Colorado a Boulder . Per raggiungere Giove hanno studiato due diverse strategie: la prima sarebbe utilizzare un razzo Atlas V 551 per lanciare il veicolo spaziale su una traiettoria che avrebbe bisogno di diversi assist gravitazionali dalla Terra e Venere , mentre il secondo sarebbe utilizzare il sistema di lancio spaziale per il lancio la sonda direttamente a Giove.

Storia

Il satellite europeo è stato identificato come uno dei luoghi nel sistema solare, con la possibilità di ospitare vita extraterrestre microbica. 3 8 9

Poco dopo le scoperte fatte dalla sonda Galileo JPL ha condotto una serie di studi preliminari di possibili missioni che contemplavano una sonda spaziale, come ad esempio: Jupiter Icy Moons Orbiter (una missione concetto di 16 miliardi di dollari nel mese di ottobre ), la Jupiter Europa Orbiter (un concetto che costerebbe 4,3 miliardi di dollari), un orbiter (un concetto che costerebbe 2.000 milioni di dollari) e una sonda per più passaggi ravvicinati: l’Europa Clipper. 11 La proposta e la portata della missione Clipper Europa sono ancora in una fase concettuale, ma il suo costo è stimato a due miliardi di dollari. 3 9 Nel frattempo, l’ Agenzia spaziale europea e sta sviluppando il Jupiter Icy Moon Explorer con una data di uscita proposti per il 2022. 12

Nel marzo 2013 un budget di $ 75 milioni è stato autorizzato per espandere l’approccio alle attività di missione, maturare gli obiettivi scientifici proposti e finanziare lo sviluppo preliminare di strumenti, 13 come proposto dalla il Planetary Science Decadal Survey in 2011. 4 9 in maggio 2014 viene effettuato un diritto significativamente aumentato Senato degli Stati Uniti ha autorizzato i fondi Clipper Europa 2014, 15 milioni di 1 2 100 milioni di dollari. 14 15 I fondi sarebbero utilizzati per realizzare studi preliminari.

presidenti di consiglio per la definizione di missione scientifica sono Louise Prockter del Laboratorio di Fisica Applicata (APL) di Johns Hopkins e Barry Goldstein del Jet Propulsion Laboratory (JPL), 4 che nel luglio 2013 ha presentato un concetto aggiornato dell’Europa Clipper . 16

Ha concluso il periodo delle elezioni del 2014 in della Stati Uniti, il sostegno dei due principali partiti politici di continuare a finanziare il progetto ha cercato Clipper Europa. 17 18 L’esecutivo anche assegnato un fondo di 30 milioni di dollari per gli studi preliminari, la più grande quantità della Casa Bianca assegnato alla missione. 1920

Nel mese di aprile 2015, la NASA ha invitato l’Agenzia spaziale europea (ESA) a presentare i concetti di una sonda aggiuntiva che potrebbe volare con il veicolo spaziale Clipper Europa; se era una semplice sonda, un elemento urto o una sonda che è atterrato sulla superficie. 21 L’ESA sta ancora conducendo una valutazione interna per determinare se vi è interesse e la disponibilità di fondi. 21

Nel maggio 2015, la NASA ha annunciato di aver scelto i nove strumenti che avrebbe portato la sonda e il cui sviluppo costato 110 milioni di dollari nei prossimi tre anni. 22

Nel mese di giugno 2015, la NASA ha annunciato l’approvazione del concetto di missione, che ha permesso il progetto per passare alla fase di formulazione. 23

Obiettivi

Gli obiettivi della navicella Europa Clipper stanno esplorando l’Europa, valutarne l’ abitabilità e assistere nella scelta dei siti di atterraggio futuri. 24 25 26 Gli obiettivi specifici sono a studiare: 16

  • copertura di ghiaccio e l’oceano: confermano la sua esistenza e identificano la natura dell’acqua all’interno o al di sotto dello scambio di ghiaccio e di superficie processi-ice-oceano.
  • La composizione: la distribuzione e la chimica dei composti chiave e loro rapporti con la composizione del mare.
  • Geologia: caratteristiche e la formazione di morfologie superficiali, compresi i siti attivi con l’attività recente.

Il Clipper l’Europa sarebbe orbita non giro per l’Europa, ma intorno a Giove e fare 45 flyby d’Europa ad altitudini tra i 25 ei 2700 km sopra la superficie. 5 27 Ogni flyby coprire un settore differente dell’Europa per raggiungere un sondaggio globale di qualità media, compreso lo spessore della strato di ghiaccio. 24 si prevede che l’Europa Clipper può volare ad una quota abbastanza basso per attraversare le piume di vapore acqueo che sorge dal sottile crosta ghiacciata del satellite, essendo così in grado di campionare l’oceano sotto la superficie senza atterrare e foratura ghiaccio. 1 2 Prima deve essere un riconoscimento della superficie dell’Europa; E ‘il motivo per cui il concetto di Clipper ha un obiettivo secondario: delineare i siti di interesse scientifico per una futura missione che atterrerà in Europa. 5

Strategia

Mentre l’Europa è immerso nei campi di radiazione intensi intorno Giove, è ancora un veicolo spaziale per resistere radiazioni poteva stare solo per un paio di mesi di lavoro in orbita bassa. 11 Un altro fattore chiave che limita la missione scientifica della sonda europea, non è tanto tempo che gli strumenti possono fare osservazioni, ma il tempo disponibile per inviare sulla Terra i dati raccolti dagli strumenti. 11 La maggior parte dei strumenti scientifici in grado di raccogliere informazioni più veloce rispetto al sistema di comunicazione in grado di trasmettere alla Terra a causa del piccolo numero di antenne disponibili per i dati scientifici. 11

Le analisi condotte da scienziati presso il Jet Propulsion Laboratory indicano che conducendo sorvoli sarebbe essere organizzati diversi mesi per inviare i dati e il concetto di Europa Clipper permetterà, in una missione per un costo di 2.000 milioni di dollari, rendendo la misure cruciali che renderebbero oggi annullati concetto di Jupiter Europa Orbiter ad un costo di 4,3 miliardi di dollari. 11 Così, tra ciascuno dei sorvoli, il veicolo spaziale avrà un periodo di sette a dieci giorni per trasmettere i dati memorizzati in ogni passaggio corto. Questa strategia consentirà alla navicella avere fino ad un anno per la trasmissione di informazioni, rispetto ai soli 30 giorni per raccontare un orbiter. Questo si tradurrà in invio alla Terra quasi 3 volte più dati, mentre l’esposizione alle radiazioni è ridotta. 11

La leva Europa Clipper tecnologia comprovata dalle sonde Galileo e Giunone a Giove studiato in relazione alla protezione contro le radiazioni. Lo scudo fornirà voi una massa di 150 kg, oltre, per massimizzare la sua efficacia, l’elettronica saranno ospitati nel centro della sonda che ha una protezione aggiuntiva contro le radiazioni. 24

Progettazione e costruzione

Energy

Per fornire energia elettrica per l’opzione missione analizzato sia un generatore termoelettrico radioisotopi come fonte di energia fotovoltaica . 28 settembre 2013 è stato deciso che i pannelli solari sono l’opzione più economica per fornire energia alla sonda. calcoli preliminari indicano che ogni pannello solare coprire una superficie di 18m 2 e produrre 150 watt continuamente quando si punta verso il sole da Giove. 29 Mentre si è in ombra d’Europa, le batterie permettono la sonda per continuare l’acquisizione di informazioni. Tuttavia, le radiazioni ionizzanti possono danneggiare le cellule solari. L’orbita di Europa Clipper essere tali che la sonda attraversa a volte intenso magnetosfera di Giove, che degrada gradualmente i pannelli solari per tutta la missione. 24

In una alternativa ai pannelli solari è stata analizzata utilizzando il generatore più missione radioisotopi termoelettrico , sulla base di plutonio-238 . 5 24 Il funzionamento di questa fonte di energia è stato dimostrato dal suo impiego con successo nella missione Mars Science Laboratory . Attualmente ci sono cinque unità disponibili, si è assegnato alla missione rover su Marte dal 2020 e un altro è una prenotazione. Se disponibile fondi adeguati per riavviare la produzione di plutonio e sostituire necessaria per produrre pellet di apparecchiature plutonio, che sarebbe possibile per dotare il Clipper europeo a questo tipo di generatore. 24 30

Il 3 ottobre 2014, è stato annunciato che aveva scelto i pannelli solari per fornire energia elettrica per Europa Clipper. I progettisti di missione hanno determinato che nonostante l’intensità di energia solare su Jupiter è solo il 4% del valore in orbita terrestre, alternativa solare era più economico di quello basato sul plutonio e più pratico per attuare in sonda. 28 Anche se i pannelli solari sono più pesanti i generatori che operano basati su plutonio, ma si stima che la massa del veicolo sarebbe ancora entro limiti accettabili per il lancio. 31

Attrezzatura scientifica

Fotografia di Nanedi Valles dai THEMIS a bordo 2001 Mars Odyssey . Lo strumento E-THEMIS che volerà in missione in Europa sarà produrre immagini di qualità simile.

La sonda e la sua traiettoria sono modificati nel design con la stagionatura. I nove strumenti scientifici, annunciato nel maggio 2015, sono stimati ad avere una massa totale di circa 82 kg e al di sotto: 32

  • PIMS
Strumento plasma per magnetico Sounding (PIMS) (in spagnolo: Strumento plasma per magnetico Recognition ) 33 opere in collaborazione con un magnetometro ed è essenziale per determinare lo spessore della calotta di ghiaccio in Europa, l’oceano profondo, e salinità a correggere il segnale per effetto di induzione magnetica di corrente di plasma in Europa.
ricercatore principale: Joseph Westlake, Applied Physics Laboratory
  • IceMag
La caratterizzazione Interni d’Europa con Magnetometria (IceMag) (in spagnolo: strumento caratterizzazione interna dell’Europa da parte magnetometria ) è un magnetometro che misura il campo magnetico in la prossimità d’Europa con lo strumento PIMS, determinare la posizione, la profondità, lo spessore e la salinità oceano sotto la superficie di Europa utilizzando Multi – frequenza di suono elettromagnetico. 34
Principal Investigator: Carol Raymond, il Jet Propulsion Laboratory
  • MISE
La mappatura Imaging Spectrometer per l’Europa (MISE) strumento (in spagnolo: Immagini Spectrometer Survey Europa ) indagare la composizione della superficie dell’Europa, identificare e alleviare distribuzioni di composti organici , sali, acidi fasi idrato di ghiaccio, e altri materiali per determinare l’abitabilità di oceano di Europa. Da queste informazioni, gli scienziati sperano di mettere in relazione la composizione della Luna ‘s superficie con l’abitabilità del mare. 34 35MISE è costruito congiuntamente tra il Laboratorio di Fisica Applicata (APL) della Johns Hopkins University e il JPL.
Principal Investigator: Diana Blaney, il Jet Propulsion Laboratory
  • EIS
Lo strumento Sistema europeo Imaging (EIS) (in spagnolo: Imaging System Europe ) è una camera di grandangolo e stretta alleviare con una risoluzione di 50 m maggior parte della superficie dell’Europa, e produrrà immagini di alcune parti selezionate la superficie con una risoluzione 100 volte.
Principal Investigator: Elizabeth Turtle, Applied Physics Laboratory
  • RAGIONE
Radar per la valutazione e l’Europa Sounding: Ocean a prossimità della superficie (ragione) (in spagnolo: Radar di valutazione e indagine: Ocean Surface ) 36 37è una doppia frequenza ghiaccio penetrazione strumento radar progettato per caratterizzare e alleviare la crosta ghiacciata dell’Europa dal campo vicino alla superficie dell’oceano esistente sul fondo, rivelando la struttura nascosta della crosta di ghiaccio di Europa e possibili cavità interne con acqua. Questo strumento sarà costruito dal JPL e la University of Iowa. 34 36
Principal Investigator: Donald Blankenship, Università del Texas
  • E-THEMIS
L’Europa Thermal Emission Imaging System (E-THEMIS) (in spagnolo: Imaging System emissione termica d’Europa ) è un “produttore di immagini termiche”, che sarà di fornire una immagine termica multispettrale ad alta risoluzione spaziale dell’Europa per aiutare rilevare i siti attivi, come possibili emanazioni di acqua nello spazio. Questo strumento si basa sul Thermal Emission Imaging System (THEMIS) Sonda 2001 Mars Odyssey , che anche è stato sviluppato da Philip Christensen.
ricercatore principale: Philip Christensen, Arizona State University

Vedi anche

  • Laplace – Europa System Mission Jupiter
  • Lander Europa Russia
  • Europa Orbiter
  • Esplorazione di Giove
  • Jupiter Icy Moon Explorer

Riferimenti

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