Die Jupiter-Mission JUICE der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) ist nicht stark genug, um Europa zu umkreisen. Hier ist der Grund
Die europäische Raumsonde Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) wird nächste Woche zu einer ehrgeizigen Erkundungstour zu den Jupitermonden starten. Aber die Mission wird nur einen kurzen Blick auf den potenziell lebensspendenden Mond Europa werfen. Hier ist der Grund.
mit so wenig Energie wie ein halber Fön auskommt und mit einem „Atombunker“ ausgestattet ist, um seine Elektronik vor Strahlung zu schützen, Jupiters Icy Moons Explorer (JUICE) Es ist ein technologisches Wunderwerk, das dem nicht standhalten wird Europa Längst. kleiner der JupiterDie vier großen Monde könnten der wahrscheinlichste Ort auf der Welt sein Sonnensystem außerirdisches Leben in seinem eisbedeckten Ozean zu beherbergen; Die Umgebung des Mondes ist jedoch so rau, dass sie laut NASA ein Raumschiff bestenfalls in ein paar Monaten töten würde.
Zum Jupiter zu gehen ist nie einfach. Je näher ich komme Gasriese Und je länger man sich in der Nähe aufhält, desto schwieriger wird es. Fünfmal weg von Sonne Von der Erde aus lebt Jupiter in der Dämmerungszone des Sonnensystems und erhält nur etwa 4% des Sonnenlichts, das unser Planet erhält. Dies bedeutet, dass jedes besuchende Raumschiff, das sich auf Solarenergie verlassen möchte, über massive Solaranlagen verfügen muss. Die Herausforderungen beginnen erst hier. Das Magnetfeld von Jupiter ist 10.000 Mal stärker als das von Jupiter Land, die sich auf die wissenschaftlichen Messungen des Raumfahrzeugs auswirken könnten, sagte Justin Byrne, Leiter der wissenschaftlichen Programme bei Airbus Defence and Space, der das Konsortium zum Bau des JUICE-Raumfahrzeugs leitete, gegenüber Space.com. Am schlimmsten ist, dass dieses superstarke Magnetfeld Partikel einfängt, die von Jupiter und seinem nahe gelegenen, hypervulkanisch aktiven Mond aufgeladen werden. Ayo Pumpen des Weltraums um den Planeten. Infolgedessen sind die Strahlungswerte in unmittelbarer Nähe des Planeten so hoch wie im Epizentrum einer Atomexplosion.
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Satellitenstrahlenkrankheit
Europa umkreist Jupiter in einer Entfernung von 417.000 Meilen (671.000 km), fast der doppelten Entfernung zwischen Mond und Erde, und ist Jupiter der zweitnächste Mond. Die Strahlungswerte um Europa sind nicht ganz so hoch wie um das nächste Io, aber Wissenschaftler wissen, dass die Strahlungsdosis, die ein Objekt in der Umlaufbahn um Europa an einem einzigen Tag erhalten würde, mit 5,4 Sv mehr als doppelt so hoch ist wie der Wert, den dies hätte beim Menschen eine schwere Strahlenkrankheit hervorrufen. Natürlich ist das Raumschiff nicht menschlich, aber Byrne gibt zu, dass diese Strahlungswerte jenseits dessen liegen, wofür Raumfahrzeugdesigner normalerweise bauen.
„Wir sind so an die Strahlung im Weltraum gewöhnt“, sagte Byrne. „Erdumkreisende Missionen müssen die Erde passieren StrahlungsgürtelAber die Strahlungswerte dort sind bei weitem nicht so hoch wie die, die ein Raumschiff in der Nähe von Jupiter erfahren würde.“
Hohe Strahlungswerte sind schlechte Nachrichten für Elektronik und Solarmodule. Je höher die Strahlungsintensität, sagte Byrne, desto schneller versagen elektronische Systeme und desto schneller verschlechtern sich Solaranlagen. Aus diesem Grund NASA-spezifisch Europa Clipper Die Mission wird nicht direkt vom Mondorbit aus nach Spuren von Leben auf Europa suchen, sondern stattdessen kurze periodische Besuche in einer breiteren Umlaufbahn um Jupiter machen. Aus diesem Grund hat sich die Europäische Weltraumorganisation (ESA) für Jupiters größten und etwas komfortableren Mond entschieden Ganymedals primäres Ziel von JUICE.
Gemütlicher Ganymed
Obwohl Ganymed weniger wahrscheinlich Leben beherbergt als Europa, ist der Mond laut Wissenschaftlern alles andere als langweilig. Größer als der kleinste Planet im Sonnensystem QuecksilberGanymed ist der größte Mond im gesamten Sonnensystem und der einzige, von dem bekannt ist, dass er ein eigenes Magnetfeld erzeugt. Im Jahr 2034, drei Jahre nachdem die JUICE bei Jupiter ankam (wenn alles nach Plan läuft), wird Ganymed der erste Mond weit vom Erdmond sein. Mond ein Raumschiff im Orbit.
Ganymed umkreist Jupiter in einer Entfernung von 665.000 Meilen (1.070.000 km) und ist der drittnächste zum Gasriesen der vier großen Monde. Byrne sagte, dass die Strahlung um Ganymed herum etwa 100-mal schwächer sei als die in Europa. Allerdings könnte die Raumsonde JUICE in dieser Umgebung ohne einige der bisher verwendeten Lösungen nicht lange überleben.
Das Herzstück des Raumfahrzeugs ist ein 2,7 Tonnen (2,42 Tonnen) schweres, mit Blei ausgekleidetes Gewölbe, in dem die gesamte Elektronik des Raumfahrzeugs untergebracht ist (mit Ausnahme der wissenschaftlichen Instrumente, die zur Untersuchung der extremen Umgebung im Jupiter-System entwickelt wurden).
„Der Saft enthält Kilogramm Blei“, sagte Byrne. „Dies begrenzt effektiv die Menge an Strahlung, die elektronische Geräte erreichen kann, und verlängert ihre Lebensdauer. Aber irgendwann werden sie sterben. Das kann man nicht für immer stoppen.“
Wenn das Raumschiff nach Europa fliegen sollte, fügte Byrne hinzu, müsste dieser kleine, mit Blei ausgekleidete Atombunker leistungsfähiger sein.
Der Tod der Sonnenkollektoren
Aber obwohl es eine Lösung zum Schutz elektronischer Systeme gibt, sind Solaranlagen ziemlich anfällig für Strahlung. Byrne glaubt, dass die Verschlechterung der Solarzellen des Safts in der rauen Umgebung um Jupiter zum endgültigen Untergang der Mission führen wird.
Angesichts der Entfernung von Jupiter von der Sonne und der geringen Intensität des Sonnenlichts um den Planeten müssen die Solarmodule von JUICE enorm gewesen sein. Als zwei kreuzförmige Flügel konzipiert, decken die beiden Anordnungen eine Fläche von 85 Quadratmetern ab. Trotz dieser enormen Größe und der Rekordeffizienz von etwa 30 % produzieren die Arrays nicht einmal genug Strom, um einen Haartrockner anzutreiben, sagte Byrne.
„Es ist wirklich eine sehr kleine Menge an Energie, und da sie sich im Laufe ihrer Lebensdauer aufgrund von Strahlung verschlechtert, wird ihre Leistung bis zu dem Punkt abnehmen, an dem nicht mehr genug Energie vorhanden ist, um die Aufgabe auszuführen“, sagte Byrne.
JUICE wurde entwickelt, um insgesamt vier Jahre zu überleben, in denen es zuerst Jupiter und dann Ganymed umkreiste. Vor dem Eintritt in die Umlaufbahn von Ganymed wird die Raumsonde zwei Vorbeiflüge an Europa, 21, auf dem am weitesten entfernten und am wenigsten erforschten Mond machen Kallistound 12 in Ganymed. Byrne ist zuversichtlich, dass Airbus-Ingenieure und Mitarbeiter aus ganz Europa ein Raumschiff gebaut haben, das stark genug ist, um seine Mission zu erfüllen. Im Gegensatz zu vielen anderen Missionen wird JUICE jedoch wahrscheinlich nicht die Lebenserwartung überschreiten.
„Es kann etwas länger dauern, aber es wird nicht 10 Jahre dauern, wie es viele andere Missionen tun“, sagte Byrne.
Neben der intensiven Strahlungsumgebung verbraucht die Mission auch eine enorme Menge an Treibstoff aufgrund der großen Menge an treibstofffressenden Flügen Jupiters Monde.
„Es wird viele Kurskorrekturen und Kursänderungen geben“, sagte Byrne. „Es wird eine Menge Brennstoff benötigen. Also wird Ihnen entweder zuerst der Brennstoff ausgehen, oder die Solaranlagen werden zerfallen, und das wird die Arbeit beenden.“
Die Betreiber werden die JUICE-Mission rechtzeitig beenden wollen, indem sie sie zum Absturz bei Ganymed schicken, um zu verhindern, dass sich das Raumschiff in ein außer Kontrolle geratenes Stück verwandelt. Weltraumschrott Und es ist wahrscheinlich, dass es später auf Europa stürzt und es mit terrestrischen Mikroben kontaminiert. Da Wissenschaftler nicht glauben, dass Ganymed wahrscheinlich Leben beherbergen wird, und da seine Oberfläche nicht mit dem unterirdischen Ozean in Kontakt zu sein scheint (im Gegensatz zu der des aktiveren Europa), machen sich Experten keine Sorgen darüber, dass JUICE das reine des Mondes blockiert Eiskruste. .
Was wäre also nötig, um den Saft in die Umlaufbahn um Europa zu schicken?
Aber bedeutet das angesichts all dieser Herausforderungen, dass es für ein Raumschiff unmöglich ist, Europa zu umkreisen, den wahrscheinlichsten Ort im Sonnensystem, an dem außerirdisches Leben leben kann?
Laut Byrne untersuchen Ingenieure derzeit diese Möglichkeiten in der Hoffnung, in ferner Zukunft einen sterilisierten Lander nach Europa schicken zu können.
„Es ist eine Herausforderung, gesehen zu werden“, sagte der FC Bayern. „Man bräuchte mehr Schutz für die Elektronik und wahrscheinlich viel größere Solaranlagen. Das würde viel mehr Masse bedeuten. Aber das können wir wahrscheinlich.“
Eine solche Aufgabe gem JUICE-Startkit der ESA (Öffnet in einem neuen Tab), startete erst Jahre, nachdem die NASA-Missionen JUICE und Clipper (die im nächsten Jahr starten sollen) ihre Missionen abgeschlossen hatten. Die beiden Aufgaben, die gelingen werden Juno von der NASA Das Raumschiff, das Jupiter seit 2016 untersucht, bereitet die Bühne für unsere letzte Begegnung mit potenziellem mikrobiellen Leben auf Europa.
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