Europa Clipper建造硬件并向装配移动

©NASA.

欧罗巴剪刀

木星的Moon Europa可能有潜在的含生命。航天器将使用月球的多个鹅卵石来调查这种海洋世界的居住地。

Europa Clipper,NASA即将举行的外部太阳系的旗舰使命,已通过重大的里程碑,完成其关键设计评论。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。

随着地球海洋大小的内部全球海洋合并,木星的Moon Europa提供适合生活的条件的潜力。但是,从木星辐射的表面的寒冷温度和非奔放的击倒使其成为探索的棘手目标:使命工程师和科学家必须设计足够耐寒的航天器耐寒,以承受足够敏感的辐射,以收集调查欧罗巴的环境所需的科学。

“木卫二快船”将以椭圆轨道环绕木星飞行,每次飞近木星时都会靠近月球进行详细的侦察。这项科学研究包括收集海洋内部的测量数据,绘制海洋表面成分和地质图,以及寻找可能从冰壳中喷涌而出的水蒸气羽状物。

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。

“我们证明了我们的项目系统设计是强大的,”“欧罗巴快艇”项目经理Jan Chodas说,他来自美国宇航局位于南加州的喷气推进实验室。“我们的计划是完成单个部件的开发和整合,系统作为一个整体将发挥作用,收集科学测量数据,我们需要探索木卫二的潜在宜居性。”

工作中的硬件

除了详细的计划之外,特派团建立了原型和工程模型,以测试仪器和工程子系统的工作程度如何。然后是飞行硬件本身。其中大部分已经建成;个人工程子系统和仪器清除了过去一年半的设计评论。

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)。

它们将附在马里兰州劳雷尔的约翰霍金斯应用物理实验室(APL)建造的推进模块。推进模块芯由两个堆叠的气缸组成,在一起近10英尺(3米)高,并握住推进罐和16个火箭发动机,这将推动欧洲剪裁者,一旦它留下了地球的大气。

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构建并运送给JPL,用于安装热量再分布系统管道,部分系统的一部分将使航天器保持热控制。然后将气瓶送到马里兰州Greenbelt的NASA戈达德太空飞行中心,用于安装推进子系统。有400个焊接连接,每个焊接连接,用于质量控制的X型射线,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COVID-19,我们的团队也在全速前进。使用安全工作协议,他们在硬件上执行必要的工作,而团队的其他人则在家完成工作。”

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。

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。

“我们正在做的工作,从现在起十年将改变我们如何考虑外太阳系统的世界多样性 - 以及现在生活中可能存在的地方,而不是在遥远的过去,”欧罗巴剪刀工程说科学家罗伯特·鲍普尔·帕帕卡罗

但是航天器携带的仪器越多,它们之间的相互作用就越多,可能会对彼此的操作产生影响。为了达到这个目的,帕帕拉多说,“我们目前正在确保所有的仪器可以同时工作,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。

更多关于使命

像木卫二快船这样的任务对天体生物学领域做出了贡献,天体生物学是关于我们所知道的可能孕育生命的遥远世界的变量和条件的跨学科研究。虽然“木卫二快船队”不是一个生命探测任务,但它将对木卫二进行详细的侦察,并调查这颗冰冷的卫星,以及它的地下海洋,是否有能力维持生命。了解木卫二的宜居性将有助于科学家们更好地了解地球上的生命是如何发展的,以及寻找地球以外生命的可能性。

由加州帕萨迪纳的加州理工学院管理,喷气推进实验室与APL合作,为华盛顿的NASA科学任务理事会领导欧罗巴快艇任务的发展。位于阿拉巴马州亨茨维尔的美国宇航局马歇尔太空飞行中心的行星任务项目办公室负责欧罗巴快船任务的项目管理。

有关Europa Clipper的硬件和仪器,包括新照片的更多信息,这里可以找到:https://europa.nasa.gov/news/28/on-the-path-towards-unprecedented-science/

更多关于木卫二及木卫二快船的资料,请浏览以下网页:Europa.nasa.gov.

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