Der Europa Clipper der NASA, abgebildet in dieser im Dezember 2020 aktualisierten Abbildung, wird Jupiter auf einer elliptischen Bahn umkreisen und sich bei jedem Vorbeiflug seinem Mond Europa nähern, um Daten zu sammeln. Urheberrecht: NASA/JPL-Caltech
NASA‚S Europa Die Clipper-Mission konzentriert sich auf die Lösung von Transistorstrahlungsproblemen, während sie sich auf den Start einer Expedition nach… vorbereitet. der Jupiter Um die Bewohnbarkeit Europas zu erkunden.
Die Mission steht vor Herausforderungen im Zusammenhang mit strahlungsresistenten Transistoren, die sich angesichts der intensiven Strahlung des Jupiter als weniger robust erwiesen haben. Die in verschiedenen NASA-Zentren durchgeführten Tests zielen darauf ab, diese Probleme anzugehen.
Die Vorbereitungen für den Start der NASA-Mission Europa Clipper gehen weiter. Das Raumschiff wurde im vergangenen Mai an das Kennedy Space Center in Florida geliefert und dem Team gelang es, die Hochleistungsantenne zu installieren.
Ingenieure, die an der NASA-Mission Europa Clipper arbeiten, führen weiterhin umfangreiche Tests an den Transistoren durch, die dabei helfen, den Stromfluss an Bord des Raumfahrzeugs zu steuern. Die vom Europa Clipper verwendeten Spezialversionen sind strahlenbeständig und für eine Bestrahlung zwischen 100 und 300 Kilorad ausgelegt (ein Rad ist eine Maßeinheit für die absorbierte Dosis ionisierender Strahlung).
Das Missionsteam im Jet Propulsion Laboratory der NASA (Labor für Strahlantriebe) in Südkalifornien, das die Mission leitet, wertet Testdaten aus, die darauf hindeuten, dass einige Transistoren unter bestimmten Bedingungen möglicherweise von viel geringeren Strahlungswerten betroffen sein könnten. Sie befürchten, dass einige dieser Teile der Strahlung des Jupitersystems, der strahlungsreichsten Umgebung im Sonnensystem, möglicherweise nicht standhalten.
Radiologische Herausforderungen und laufende Analysen
Die Tests werden auch im Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University in Laurel, Maryland, und im Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, durchgeführt. Der Hauptkörper des Raumfahrzeugs wurde vom Applied Physics Laboratory in Zusammenarbeit mit dem Jet Propulsion Laboratory und dem Goddard Center der NASA entworfen.
Das Problem mit den Transistoren kam im Mai ans Licht, als das Missionsteam darüber informiert wurde, dass ähnliche Teile bei niedrigeren Strahlungsdosen als erwartet ausfallen könnten. Im Juni 2024 wurde eine Branchenwarnung verschickt, um Benutzer über dieses Problem zu informieren. Der Hersteller arbeitet mit dem Missionsteam zusammen, um laufende Strahlungstests und -analysen zu unterstützen, um die Risiken der Verwendung dieser Teile auf der Raumsonde Europa Clipper besser zu verstehen.
Haltbarkeit von Elektronik und Lösungen
Bisher erhaltene Daten deuten darauf hin, dass einige Transistoren in der strahlungsreichen Umgebung in der Nähe von Jupiter und seinem Mond Europa wahrscheinlich ausfallen werden, da die Teile nicht so strahlungsbeständig sind wie erwartet. Das Team arbeitet daran, herauszufinden, wie viele Transistoren möglicherweise fehleranfällig sind und wie sie während des Fluges funktionieren. Die NASA prüft Optionen zur Maximierung der Lebensdauer von Transistoren im Jupiter-System. Die erste Analyse wird voraussichtlich Ende Juli abgeschlossen sein.
Strahlungsgehärtete Elektronik wird in verschiedenen Branchen eingesetzt, um Raumfahrzeuge vor Strahlungsschäden zu schützen, die im Weltraum auftreten können. Das Jupitersystem ist für Raumfahrzeuge besonders schädlich, da es über ein enormes Magnetfeld verfügt – etwa 20.000-mal größer als das der Erde –, das geladene Teilchen einfängt und auf sehr hohe Energien beschleunigt, wodurch eine intensive Strahlung entsteht, die Europa und andere innere Monde bombardiert. Das Problem, das möglicherweise die Transistoren im Europa Clipper betrifft, scheint ein Phänomen zu sein, das der Branche nicht bekannt war, und stellt eine neu entdeckte Lücke bei der Qualifizierung der Industriestandardstrahlung für Transistorchips dar.
Missionsziele und Zukunftsaussichten
Die Startphase des Europa Clipper beginnt am 10. Oktober und er soll 2030 den Jupiter erreichen, wo er wissenschaftliche Untersuchungen durchführen wird, um die Möglichkeit von Leben auf Europa zu verstehen, während dieser mehrmals am Mond vorbeifliegt.
Die Gesamtkosten der Europa-Clipper-Mission werden auf etwa 5 Milliarden US-Dollar geschätzt, was sie zu einer der teuersten Planetenforschungsmissionen macht. Dieses Budget deckt die Entwicklung, den Start und den Betrieb des Raumfahrzeugs während der geplanten Missionsdauer ab.