Europa Clipper (ранее известный как Europa Multiple Flyby Mission ) — космический зонд , разрабатываемый NASA . Запуск которого запланирован на 10 октября 2024 года, космический аппарат разрабатывается для изучения галилеевой луны Европы посредством серии пролетов на орбите вокруг Юпитера . [13] [14] Это самый большой космический аппарат, который NASA когда-либо разрабатывало для планетарной миссии. [15]
Эта миссия является плановым полетом Планетарного научного отдела , обозначенным как Крупная стратегическая научная миссия и финансируемым в рамках Программы исследования солнечной системы Управления программ планетарных миссий в качестве второго полета. [16] [17] Она также поддерживается новой Программой исследования океанических миров . [18] Europa Clipper выполнит последующие исследования, которые проводились космическим аппаратом Galileo в течение его восьми лет (1995–2003) на орбите Юпитера, что указало на существование подповерхностного океана под ледяной корой Европы . Планы по отправке космического аппарата на Европу изначально были задуманы с такими проектами, как Europa Orbiter и Jupiter Icy Moons Orbiter , в которых космический аппарат должен был быть выведен на орбиту вокруг Европы. Однако из-за неблагоприятного воздействия радиации магнитосферы Юпитера на орбите Европы было решено, что будет безопаснее вывести космический корабль на эллиптическую орбиту вокруг Юпитера и вместо этого совершить 44 близких пролета мимо луны. Миссия началась как совместное исследование Лаборатории реактивного движения (JPL) и Лаборатории прикладной физики (APL) и будет построена с научной полезной нагрузкой из девяти инструментов, предоставленных JPL , APL , Юго-Западным исследовательским институтом , Техасским университетом в Остине , Университетом штата Аризона и Университетом Колорадо в Боулдере . Предстоящая миссия дополняет запуск исследовательского аппарата Jupiter Icy Moons Explorer ЕКА в 2023 году, который дважды пролетит мимо Европы и несколько раз мимо Каллисто, прежде чем выйти на орбиту вокруг Ганимеда .
Запуск миссии запланирован на октябрь 2024 года на борту Falcon Heavy [ 10 ] в течение 21-дневного стартового окна. [9] Космический корабль будет использовать гравитационные маневры с Марса в феврале 2025 года и с Земли в декабре 2026 года, прежде чем прибыть на Европу в апреле 2030 года. [9]
В 1997 году миссия Europa Orbiter была предложена командой для программы Discovery NASA [19] , но не была выбрана. JPL NASA объявила через месяц после отбора предложений Discovery, что будет проведена миссия NASA Europa Orbiter. Затем JPL пригласила команду предложения Discovery стать Комитетом по рассмотрению миссии (MRC). [ необходима цитата ]
В то же время, что и предложение об орбитальном аппарате Europa класса Discovery , роботизированный космический аппарат Galileo уже вращался вокруг Юпитера. С 8 декабря 1995 года по 7 декабря 1997 года Galileo выполнял основную миссию после выхода на орбиту Юпитера. В эту последнюю дату орбитальный аппарат Galileo начал расширенную миссию, известную как миссия Galileo Europa Mission (GEM), которая продолжалась до 31 декабря 1999 года. Это было недорогое расширение миссии с бюджетом всего в 30 миллионов долларов США. Меньшая команда из примерно 40–50 человек (одна пятая часть от размера основной команды из 200 человек в 1995–1997 годах) не имела ресурсов для решения проблем, но когда они возникали, она могла временно отозвать бывших членов команды (так называемые «команды тигров») для интенсивных усилий по их решению. Космический аппарат совершил несколько пролетов мимо Европы (8), Каллисто (4) и Ио (2). При каждом пролете трех лун, с которыми он столкнулся, космический аппарат собрал данные только за два дня вместо семи, которые он собрал во время основной миссии. [20] Эта миссия Galileo Europa была похожа на уменьшенную версию того, что планирует осуществить Europa Clipper . [ необходима цитата ] [ оригинальное исследование? ] GEM включала восемь пролетов мимо Европы на расстоянии от 196 до 3582 км (от 122 до 2226 миль) за два года. [20]
Европа была определена как одно из мест в Солнечной системе , где потенциально может существовать микробная внеземная жизнь . [21] [22] [23] Сразу после открытий космического аппарата «Галилео» и независимого предложения программы «Дискавери» по орбитальному аппарату «Европа» Лаборатория реактивного движения провела предварительные исследования миссии, которые предполагали создание способного космического аппарата, такого как Jupiter Icy Moons Orbiter (концепция миссии стоимостью 16 миллиардов долларов США), [24] Jupiter Europa Orbiter (концепция стоимостью 4,3 миллиарда долларов США), еще одного орбитального аппарата (концепция стоимостью 2 миллиарда долларов США) и многопролетного космического аппарата: Europa Clipper . [25]
Миссия к Европе была рекомендована Национальным исследовательским советом в 2013 году. [21] [23] Приблизительная оценка стоимости возросла с 2 миллиардов долларов США в 2013 году до 4,25 миллиарда долларов США в 2020 году. [26] [27] Миссия является совместным проектом Лаборатории прикладной физики (APL) Университета Джонса Хопкинса и Лаборатории реактивного движения (JPL). [1] [28] Название миссии является отсылкой к легким клиперам 19 века, которые регулярно курсировали по торговым путям по всему миру. [29] Название было выбрано потому, что космический корабль будет «проплывать» мимо Европы каждые две недели. [29]
В марте 2013 года было выделено 75 миллионов долларов США на расширение деятельности по формулированию миссии, разработку предлагаемых научных целей и финансирование предварительной разработки инструментов [30] , как было предложено в 2011 году Планетарным научным десятилетним обзором . [1] [23] В мае 2014 года законопроект Палаты представителей существенно увеличил бюджет финансирования Europa Clipper (именуемой Europa Multiple Flyby Mission ) на 2014 финансовый год с 15 миллионов долларов США [31] [32] до 100 миллионов долларов США, которые будут направлены на предварительную разработку. [33] [34] После избирательного цикла 2014 года была обещана двухпартийная поддержка для продолжения финансирования проекта Europa Multiple Flyby Mission . [35] [36] Исполнительная власть также выделила 30 миллионов долларов США на предварительные исследования. [37] [38]
В апреле 2015 года НАСА предложило Европейскому космическому агентству представить концепции дополнительного зонда для полета вместе с космическим аппаратом Europa Clipper с ограничением массы максимум 250 кг. [39] Это может быть простой зонд, ударный элемент [40] или посадочный модуль. [41] В настоящее время в Европейском космическом агентстве (ЕКА) проводится внутренняя оценка , чтобы выяснить, есть ли интерес и доступные средства, [42] [43] [44] [45] открывая схему сотрудничества, похожую на очень успешный подход Кассини-Гюйгенс . [45] В мае 2015 года НАСА выбрало девять инструментов, которые будут летать на борту орбитального аппарата, бюджет которого оценивается примерно в 110 миллионов долларов США в течение следующих трех лет. [46] В июне 2015 года НАСА одобрило концепцию миссии, что позволило орбитальному аппарату перейти к стадии его разработки, [47] а в январе 2016 года оно также одобрило посадочный модуль. [48] [49] В мае 2016 года была одобрена Программа исследования океанических миров , [50] частью которой является миссия «Европа». [18]
В феврале 2017 года миссия перешла из фазы A в фазу B (фаза предварительного проектирования). [51] 18 июля 2017 года подкомитет по космосу Палаты представителей провел слушания по Europa Clipper как запланированному классу крупных стратегических научных миссий , а также для обсуждения возможной последующей миссии, просто известной как Europa Lander . [16] Фаза B продолжилась в 2019 году. [51] Кроме того, были выбраны поставщики подсистем, а также прототипы аппаратных элементов для научных инструментов. Также будут построены и испытаны подузлы космического корабля. [51]
В июле 2024 года космический корабль столкнулся с опасениями задержки и пропуска стартового окна из-за обнаружения в июне 2024 года, что его компоненты не были настолько устойчивы к радиации, как считалось ранее. [52] По состоянию на сентябрь 2024 года он одобрен для запуска. [53] [54]
В июне 2022 года ученый проекта Роберт Паппалардо сообщил, что планировщики миссии Europa Clipper рассматривали возможность утилизации зонда путем его врезания в поверхность Ганимеда в целях планетарной защиты, на случай, если расширенная миссия не будет одобрена заранее. Он отметил, что столкновение поможет миссии JUICE ЕКА собрать больше информации о химии поверхности Ганимеда. [62] [63]
Цели Europa Clipper — исследовать Европу, исследовать ее обитаемость и помочь в выборе места посадки для будущего Europa Lander . [49] [64] Это исследование сосредоточено на понимании трех основных требований для жизни: жидкая вода , химия и энергия . [65] В частности, цели заключаются в изучении: [28]
Поскольку Европа находится в пределах жестких радиационных полей, окружающих Юпитер, даже радиационно-устойчивый космический аппарат на ближней орбите будет функционировать всего несколько месяцев. [25] Большинство инструментов могут собирать данные гораздо быстрее, чем система связи может передавать их на Землю, поскольку на Земле имеется ограниченное количество антенн для приема научных данных. [25] Таким образом, еще одним ключевым ограничивающим фактором для науки для орбитального аппарата Европы является время, доступное для возврата данных на Землю. Напротив, количество времени, в течение которого инструменты могут проводить наблюдения крупным планом, менее важно. [25]
Исследования ученых из Лаборатории реактивного движения показывают, что, выполняя несколько пролетов с многими месяцами для возврата данных, концепция Europa Clipper позволит миссии стоимостью 2 миллиарда долларов США провести самые важные измерения отмененной концепции Jupiter Europa Orbiter стоимостью 4,3 миллиарда долларов США . [25] Между каждым из пролетов космический корабль будет иметь от семи до десяти дней для передачи данных, хранящихся во время каждого короткого контакта. Это даст космическому кораблю до года времени для передачи своих данных по сравнению с всего лишь 30 днями для орбитального аппарата. Результатом будет почти в три раза больше данных, возвращенных на Землю , при одновременном снижении воздействия радиации. [25] Europa Clipper не будет вращаться вокруг Европы, а вместо этого будет вращаться вокруг Юпитера и выполнит 44 пролета вокруг Европы на высоте от 25 км до 2700 км (от 16 миль до 1678 миль) каждый в течение своей 3,5-летней миссии. [4] [2] [66] Ключевой особенностью концепции миссии является то, что Clipper будет использовать гравитационные маневры от Европы , Ганимеда и Каллисто для изменения своей траектории, что позволит космическому аппарату возвращаться в другую точку сближения при каждом пролете. [2] Каждый пролет будет охватывать другой сектор Европы, чтобы получить глобальную топографическую съемку среднего качества, включая толщину льда. [67] Europa Clipper , вероятно, мог бы пролететь на низкой высоте через струи водяного пара, вырывающиеся из ледяной корки луны, таким образом, взяв пробы ее подповерхностного океана без необходимости приземляться на поверхность и бурить лед. [31] [32]
Ожидается, что космический корабль получит общую ионизирующую дозу в 2,8 мегарад во время миссии. Защита от жесткого радиационного пояса Юпитера будет обеспечиваться радиационным хранилищем со стенками из алюминиевого сплава толщиной 0,3 дюйма (7,6 мм), которое будет окружать электронику космического корабля. [68] Чтобы максимизировать эффективность этой защиты, электроника также будет вложена в ядро космического корабля для дополнительной защиты от радиации. [67]
Для питания орбитального аппарата были оценены как радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ), так и фотоэлектрические источники питания. [69] Хотя солнечная энергия на Юпитере составляет всего 4% от интенсивности на орбите Земли, питание орбитального космического корабля Юпитера от солнечных панелей было продемонстрировано миссией Juno . Альтернативой солнечным панелям был многоцелевой радиоизотопный термоэлектрический генератор (МРИТЭГ), работающий на плутонии-238 . [2] [67] Источник питания уже был продемонстрирован в миссии Mars Science Laboratory (MSL). Было доступно пять блоков, один из которых был зарезервирован для миссии марсохода Mars 2020 , а другой — в качестве резервного. В сентябре 2013 года было решено, что солнечная батарея является менее дорогим вариантом для питания космического корабля, и 3 октября 2014 года было объявлено, что солнечные панели были выбраны для питания Europa Clipper . Проектировщики миссии определили, что солнечная энергия дешевле плутония и практична в использовании на космическом корабле. [69] Несмотря на увеличенный вес солнечных панелей по сравнению с генераторами на плутонии, масса корабля, как предполагалось, все еще будет в пределах приемлемых для запуска пределов. [70]
Первоначальный анализ предполагает, что каждая панель будет иметь площадь поверхности 18 м 2 (190 кв. футов) и производить 150 Вт непрерывно, когда направлена на Солнце во время вращения вокруг Юпитера. [71] Находясь в тени Европы, батареи позволят космическому аппарату продолжать собирать данные. Однако ионизирующее излучение может повредить солнечные панели. Орбита Europa Clipper будет проходить через интенсивную магнитосферу Юпитера, которая, как ожидается, постепенно ухудшит солнечные панели по мере продвижения миссии. [67] Солнечные панели будут предоставлены Airbus Defence and Space , Нидерланды . [72]
Подсистема движения построена Центром космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд . Она является частью модуля движения, принадлежащего Лаборатории прикладной физики Джонса Хопкинса в Лореле, штат Мэриленд . Она имеет высоту 3 метра (10 футов), диаметр 1,5 метра (5 футов) и составляет около двух третей основного корпуса космического корабля. Подсистема движения несет около 2700 килограммов (6000 фунтов) топлива монометилгидразина и тетраоксида диазота , 50–60 % которого будет использоваться для 6–8-часового выведения на орбиту Юпитера. Космический корабль имеет в общей сложности 24 ракетных двигателя с тягой 27,5 Н (6,2 фунт-силы) для управления ориентацией и движения. [6]
Миссия Europa Clipper оснащена сложным набором из 9 инструментов для изучения недр и океана Европы , геологии , химии и обитаемости . Электронные компоненты будут защищены от интенсивного излучения 150-килограммовым титановым и алюминиевым щитом. [4] [67] Полезная нагрузка и траектория космического корабля могут быть изменены по мере разработки миссии. [73] Девять научных инструментов для орбитального аппарата, анонсированные в мае 2015 года, имеют предполагаемую общую массу 82 кг (181 фунт) и перечислены ниже: [74]
Система тепловизионной визуализации Европы обеспечит высокое пространственное разрешение, а также многоспектральную визуализацию поверхности Европы в среднем и дальнем инфракрасном диапазонах, чтобы помочь обнаружить геологически активные места и области, такие как потенциальные источники, извергающие струи воды в космос. Этот инструмент получен из системы тепловизионной визуализации (THEMIS) на орбитальном аппарате Mars Odyssey 2001 года , также разработанной Филиппом Кристенсеном. [75]
Картографический спектрометр для Европы — это спектрометр для получения изображений в ближнем инфракрасном диапазоне , который исследует состав поверхности Европы, выявляя и картируя распределение органических веществ (включая аминокислоты и толины [76] [77] ), солей, кислотных гидратов, фаз водяного льда и других материалов. С помощью этих измерений ученые ожидают, что смогут связать состав поверхности луны с пригодностью для жизни ее океана. [77] [78] MISE создан в сотрудничестве с Лабораторией прикладной физики Университета Джонса Хопкинса (APL).
Система визуализации Европы представляет собой набор для получения изображений в видимом спектре , состоящий из двух камер, для картирования поверхности Европы и изучения небольших участков с высоким разрешением, вплоть до 0,5 м (20 дюймов) на пиксель. [79]
Инструмент Europa Ultraviolet Spectrograph сможет обнаружить небольшие выбросы и предоставит ценные данные о составе и динамике экзосферы спутника . Главный исследователь Курт Ретерфорд был частью группы, которая обнаружила выбросы, вырывающиеся из Европы, используя космический телескоп Хаббл в ультрафиолетовом спектре . [80]
Радар для оценки и зондирования Европы: от океана до поверхности (REASON) [81] [82] — это двухчастотный проникающий в лед радарный прибор, который предназначен для характеристики и зондирования ледяной корки Европы от поверхности до океана, выявляя скрытую структуру ледяного панциря Европы и потенциальные водные карманы внутри. Этот прибор будет построен Лабораторией реактивного движения . [77] [81]
Исследование внутренней характеристики Европы с использованием магнитометрии (ICEMAG) было отменено из-за перерасхода средств. [83] ICEMAG будет заменен более простым магнитометром. [84]
Заменяя инструмент ICEMAG, Europa Clipper Magnetometer (ECM) будет использоваться для характеристики магнитных полей вокруг Европы. Инструмент состоит из трех магнитных затворов, размещенных вдоль 25-футовой стрелы, которая будет убрана во время запуска и развернута после него. [85] Изучая силу и ориентацию магнитного поля Европы в ходе многочисленных пролетов, ученые надеются подтвердить существование подповерхностного океана Европы, а также охарактеризовать толщину ее ледяной корки и измерить глубину и соленость воды. [86]
.tif/lossy-page1-1280px-Plasma_Instrument_for_Magnetic_Sounding_(PIMS).tif.jpg)
Плазменный прибор для магнитного зондирования (PIMS) измеряет плазму, окружающую Европу, чтобы охарактеризовать магнитные поля, создаваемые плазменными токами. Эти плазменные токи маскируют реакцию магнитной индукции подповерхностного океана Европы. В сочетании с магнитометром он является ключом к определению толщины ледяного панциря Европы, глубины океана и солености. PIMS также будет исследовать механизмы, ответственные за выветривание и выброс материала с поверхности Европы в атмосферу и ионосферу , а также понимать, как Европа влияет на свою локальную космическую среду и магнитосферу Юпитера . [87] [88]
Масс -спектрометр для планетарных исследований (MASPEX) определит состав поверхности и подповерхностного океана, измеряя чрезвычайно разреженную атмосферу Европы и любые поверхностные материалы, выброшенные в космос. Джек Уэйт, который руководил разработкой MASPEX, также был руководителем научной группы ионного и нейтрального масс-спектрометра (INMS) на космическом аппарате Кассини . [89] [90]
Анализатор поверхностной пыли (SUDA) [12] — это масс-спектрометр , который будет измерять состав мелких твердых частиц, выброшенных с Европы, предоставляя возможность непосредственного отбора проб поверхности и потенциальных шлейфов при низковысотных пролетах. Прибор способен определять следы органических и неорганических соединений во льду выбросов. [91]
Ученые ожидают, что SUDA сможет обнаружить отдельную клетку в зерне льда. [92]
Хотя Europa Clipper не предназначен для использования специально в качестве инструмента, он будет использовать свою радиоантенну для проведения дополнительных экспериментов и изучения гравитационного поля Европы. По мере того, как космический аппарат будет выполнять каждый из своих 45 пролетов, его траектория будет слегка изменяться гравитацией Луны. Посылая радиосигналы между Землей и Луной и характеризуя доплеровский сдвиг в обратном сигнале, ученые из JPL смогут создать подробную характеристику движения космического корабля. Эти данные помогут определить, как Европа изгибается в зависимости от ее расстояния от Юпитера, что, в свою очередь, раскроет информацию о внутренней структуре Луны и приливных движениях. [93]
Миссия Europa Clipper рассматривала дополнительную массу около 250 килограммов (550 фунтов) для переноса дополнительного элемента полета. [39] Было предложено около дюжины предложений, но ни одно из них не вышло за рамки этапа концептуального исследования и ни одно не запланировано для миссии Europa Clipper. Некоторые из них описаны ниже.
Поскольку миссия Europa Clipper не сможет легко изменить свою орбитальную траекторию или высоту, чтобы пролететь через эпизодические водяные шлейфы , ученые и инженеры, работающие над миссией, исследовали возможность развертывания с космического корабля нескольких миниатюрных спутников формата CubeSat , возможно, приводимых в движение ионными двигателями , для пролета через шлейфы и оценки обитаемости внутреннего океана Европы. [2] [38] [94] Некоторые ранние предложения включают Mini-MAGGIE , [95] DARCSIDE (развертываемый атмосферный разведывательный CubeSat с детектором распыления ионов на Европе), [96] [97] Sylph [98] и CSALT. Эти концепции финансировались для предварительных исследований, но ни одна из них не рассматривалась для разработки оборудования или полета. Europa Clipper должен был передавать сигналы от наноспутников обратно на Землю . С помощью двигателя некоторые наноспутники также могли бы выйти на орбиту вокруг Европы. [67]
NASA также оценивало выпуск дополнительного 250-килограммового (550-фунтового) зонда под названием Biosignature Explorer for Europa (BEE), который был бы оснащен базовым двухкомпонентным двигателем и двигателями на холодном газе, чтобы быть более гибким и реагировать на эпизодическую активность на Европе, а также брать пробы и анализировать водные шлейфы на предмет биосигнатур и свидетельств жизни до того, как они будут уничтожены радиацией. [73] Зонд BEE для исследования шлейфа был бы оснащен проверенным масс-спектрометром в сочетании с разделением газовым хроматографом . Он также будет нести ультрафиолетовую (УФ) камеру для наведения на шлейф, а также видимые и инфракрасные камеры для получения изображений активной области с лучшим разрешением, чем приборы материнского корабля Clipper . [73] Зонд BEE пролетал бы на высоте от 2 до 10 км (от 1,2 до 6,2 мили), затем быстро выходил бы и проводил свой анализ вдали от радиационных поясов. [73]
Европейское предложение, Europa Tomography Probe, было концепцией независимого космического аппарата с питанием, оснащенного магнитометром , который будет вращаться вокруг Европы на полярной орбите в течение как минимум шести месяцев. Он определил бы глубокую внутреннюю структуру Европы и обеспечил бы хорошее определение толщины ледяного панциря и глубины океана, что, как утверждается, невозможно сделать точно с помощью многократных пролетов. [39]
Некоторые из предложенных концепций ударного зонда включают концепции Нидерландов , [ 99] и Соединенного Королевства . [100]
Концепция Europa Life Signature Assayer (ELSA) Университета Колорадо состояла из зонда, который мог бы быть запущен в качестве вторичной полезной нагрузки. ELSA использовал бы небольшой импактор для создания шлейфа подповерхностных частиц и катапультировал бы их на высоты, где он мог бы пройти, чтобы собрать образцы и проанализировать их на борту. [101] [102] Разновидностью этой концепции является Ice Clipper 1996 года , который включает в себя 10-килограммовый (22 фунта) импактор, который будет сброшен с основного космического корабля для столкновения с Европой, тем самым создавая облако мусора в близлежащем космосе на высоте около 100 километров (62 мили), впоследствии отобранное небольшим космическим аппаратом во время близкого пролета и использующее гравитационную силу Европы для траектории свободного возвращения . [103] [104] [105] Механизм сбора предварительно считается аэрогелем (аналогично миссии Stardust ).
Ранняя концепция Europa Clipper предусматривала включение стационарного посадочного модуля диаметром около 1 метра (3 фута), возможно, около 230 кг (510 фунтов) с максимальным весом 30 кг (66 фунтов) для инструментов [49] плюс топливо. Предлагаемыми приборами были масс-спектрометр и спектрометр Рамана для определения химии поверхности. [49] Предполагалось, что посадочный модуль будет доставлен на Европу основным космическим кораблем и, возможно, потребует системы небесного крана для высокоточной мягкой посадки вблизи активной трещины. [106] Посадочный модуль должен был работать около 10 дней на поверхности, используя питание от батареи. [49]
Europa Clipper потребуется около трех лет, чтобы сделать снимок 95% поверхности Европы с разрешением около 50 метров (160 футов) на пиксель. С этими данными ученые смогут найти подходящее место для посадки. [106] По одной из оценок, включение посадочного модуля может добавить к стоимости миссии до 1 миллиарда долларов США. [106]
.jpg/1280px-PIA21048_-_Europa_Lander_Mission_Concept_(Artist's_Rendering).jpg)
В феврале 2017 года было определено, что проектирование системы, способной приземлиться на поверхность, о которой известно очень мало, несет в себе слишком большой риск, и что Europa Clipper заложит основу для будущей миссии по посадке, сначала выполнив подробную разведку. [107] Это привело к предложению об отдельной миссии в 2017 году: Europa Lander . [108] NASA Europa Lander, если будет профинансирован, будет запущен отдельно в 2025 году [109] для дополнения исследований миссии Europa Clipper . [110] [111] В случае финансирования может быть отобрано около 10 предложений для перехода к конкурсному процессу с бюджетом в 1,5 миллиона долларов США на исследование. [112] В федеральных бюджетных предложениях президента на 2018 и 2019 годы не было финансирования Europa Lander, но было выделено 195 миллионов долларов США [113] на концептуальные исследования. [114] [115]
В законопроекте о расходах на 2022 год предусмотрено выделение 14,2 млн долларов компании Icy Satellites Surface Technology для будущей миссии посадочного модуля Ocean Worlds. (НАСА запросило 5 млн долларов для посадочного модуля Europa Lander.) [116]
Вывод на орбиту дельта-V Юпитера со скоростью ~840 м/с (1900 миль/ч) будет произведен на расстоянии 11 Rj (радиусов Юпитера) от планеты после пролета с помощью гравитационного маневра Ганимеда на расстоянии 500 км (310 миль/ч) для снижения скорости космического корабля на ~400 м/с (890 миль/ч). После этого космический корабль выполнит запуск ракеты с маневром подъема перицентра (PRM) со скоростью ~122 м/с (270 миль/ч) вблизи апоапсиса своей начальной орбиты захвата с периодом 202 дня. [117]
Первоначально Конгресс постановил, что Europa Clipper будет запущен на сверхтяжелой ракете-носителе Space Launch System (SLS) NASA , но NASA запросило, чтобы другим транспортным средствам было разрешено запускать космический корабль из-за предполагаемой нехватки доступных транспортных средств SLS. [118] Сводный законопроект Конгресса США о расходах на 2021 год предписал администратору NASA провести полный и открытый конкурс для выбора коммерческой ракеты-носителя, если условия запуска зонда на ракете SLS не могут быть выполнены. [119]
25 января 2021 года Управление программы планетарных миссий НАСА официально поручило команде миссии «немедленно прекратить усилия по поддержанию совместимости с SLS» и перейти к работе над коммерческой ракетой-носителем. [9]
10 февраля 2021 года было объявлено, что миссия будет использовать 5,5-летнюю траекторию к системе Юпитера с гравитационными маневрами, включающими Марс (февраль 2025 года) и Землю (декабрь 2026 года). Запуск запланирован на 21-дневный период с 10 по 30 октября 2024 года, что дает дату прибытия в апреле 2030 года, а резервные даты запуска были определены в 2025 и 2026 годах. [9]
Вариант SLS предполагал бы прямую траекторию к Юпитеру, которая заняла бы менее трех лет. [48] [49] [2] Одной из альтернатив прямой траектории было определено использование коммерческой ракеты с более длительным 6-летним временем крейсерского полета, включающим гравитационные маневры на Венере , Земле и/или Марсе . Кроме того, рассматривался запуск на Delta IV Heavy с гравитационным маневром на Венере. [120]
В июле 2021 года для запуска космического корабля была выбрана ракета Falcon Heavy . [10] Было названо три причины: стоимость запуска, доступность SLS и «тряска». [120] Переход на Falcon Heavy сэкономил примерно 2 миллиарда долларов США только на стоимости запуска. [121] [122] НАСА не было уверено, что SLS будет доступна для миссии, поскольку программа Artemis будет широко использовать ракеты SLS, а использование SLS твердотопливных ракетных ускорителей (SRB) создает больше вибраций в полезной нагрузке, чем пусковая установка, не использующая SRB. Стоимость перепроектирования Europa Clipper для вибрационной среды SLS была оценена в 1 миллиард долларов США.
Фаза полета и научные исследования космического корабля совпадут с фазой полета космического корабля JUICE Европейского космического агентства , который был запущен в апреле 2023 года и прибудет к Юпитеру в июле 2031 года. Europa Clipper должен прибыть к Юпитеру на пятнадцать месяцев раньше JUICE, несмотря на то, что дата запуска была запланирована на восемнадцать месяцев позже, из-за более мощной ракеты-носителя и более быстрого плана полета с меньшим количеством гравитационных маневров.
Чтобы повысить осведомленность общественности о миссии Europa Clipper, 1 июня 2023 года НАСА провело кампанию «Послание в бутылке», то есть фактически кампанию «Отправь свое имя в Европу», в рамках которой людей по всему миру приглашают прислать свои имена в качестве подписчиков стихотворения под названием «Во славу тайне: стихотворение для Европы», написанного американским поэтом-лауреатом Адой Лимон . Стихотворение связывает два водных мира — Землю, стремящуюся протянуть руку и понять, что делает мир пригодным для жизни, и Европу, ждущую с тайнами, которые еще предстоит исследовать.
Стихотворение выгравировано на Europa Clipper внутри пластины из тантала , которая запечатывает отверстие в хранилище. Внутренняя сторона металлической пластины выгравирована стихотворением, написанным рукой поэта, вместе с именами участников, которые будут выгравированы на микрочипе, прикрепленном к пластине, внутри художественного произведения в виде бутылки вина, окруженной четырьмя галилеевыми лунами . Вместе стихотворение и имена пройдут 1,8 миллиарда миль во время путешествия Europa Clipper к системе Юпитера. После регистрации своих имен участники получили цифровой билет с подробностями запуска и пункта назначения миссии. По данным НАСА , 2 620 852 человека подписали свое имя под Посланием в бутылке Europa Clipper, большинство из которых были из Соединенных Штатов . [123] Размер пластины составляет около 7 на 11 дюймов (18 на 28 сантиметров). На внешней панели представлено искусство, подчеркивающее связь Земли с Европой. Лингвисты собрали записи слова «вода», произнесенного на 103 языках из семей языков по всему миру. Аудиофайлы были преобразованы в формы волн и выгравированы на пластине. Формы волн исходят из символа, представляющего знак американского языка жестов для «воды». Другие элементы, выгравированные на внутренней стороне вместе со стихотворением, — это уравнение Дрейка , представления спектральных линий атомарного водорода и гидроксильного радикала , вместе известные как водяная дыра , и портрет планетарного ученого Рона Грили . [124] [125] Исследовательская организация METI International собрала аудиофайлы для слов для «воды», а ее президент Дуглас Вакоч разработал компонент водяной дыры в сообщении. [126] [127]
В этой статье используется текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В этой статье используется текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .{{cite news}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В этой статье используется текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В этой статье использован текст из этого источника, который находится в открытом доступе .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
