Suche
Na tientallen jaren te hebben gedroomd over Jupiters maan Europa en de uitgestrekte oceaan die waarschijnlijk verborgen ligt onder het ijskoude oppervlak, staan wetenschappers nu op het punt een ruimtevaartuig daarheen te sturen. NASA bevestigde gisteren dat de Europa Clipper-missie zoals gepland zal starten, nadat er zorgen waren dat er aanzienlijke vertragingen zouden kunnen optreden als gevolg van mogelijk defecte transistors op het ruimtevaartuig van $ 5 miljard.
"We hebben er vertrouwen in dat ons prachtige ruimtevaartuig en ons capabele team klaar zijn voor lanceringsoperaties en onze uitgebreide wetenschappelijke missie naar Europa", zei Laurie Leshin, directeur van NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Californië, tijdens een persconferentie op 9 september.
Met een massa van ruim 3,2 ton, een hoogte van ongeveer 5 meter en een breedte van ruim 30 meter met de zonnepanelen volledig uitgevouwen, is de Europa Clipper het grootste ruimtevaartuig dat NASA ooit heeft gebouwd voor een planetaire missie. Gisteren slaagde de missie voor wat bekend staat als “Key Decision Point E” – de laatste controle die vóór de lancering moet worden voltooid. Het lanceervenster voor het ruimtevaartuig begint op 10 oktober.
Als de orbiter volgende maand met succes opstijgt, zal hij in april 2030 Jupiter bereiken. De negen instrumenten zullen dan zowel de ijskorst van Europa als de oceaan bestuderen waarvan wetenschappers denken dat die eronder ligt, om te bepalen of de maan het leven zoals wij dat kennen zou kunnen ondersteunen. Eerdere missies hebben dit aangegeven 1, dat het ijskoude oppervlak van Europa een ondergrondse oceaan van zout water verbergt met meer dan tweemaal de hoeveelheid water in de oceanen van de aarde. Het gebarsten, schijnbaar jonge oppervlak van de maan suggereert ook dat de satelliet een actieve geologie heeft – wat erop wijst dat het binnenland van Europa warm en dynamisch genoeg kan zijn voor de complexe chemie van het leven.
“Er is geen apparaat zoals een tricorder – een fictief instrument uit het Star Trek-universum – waarmee we naar iets kunnen wijzen om te laten zien of het leeft”, zei Curt Niebur, de Europa Clipper-programmawetenschapper op het NASA-hoofdkwartier in Washington DC, tijdens de persconferentie. “Het is uiterst moeilijk om leven te detecteren, vooral vanuit een baan om de aarde,” voegde hij eraan toe. “Eerst zullen we de simpele vraag stellen: zijn de juiste ingrediënten aanwezig om leven mogelijk te maken?”
Moeilijkheden op weg naar een oceaanwereld
Vóór de zorgen over de transistoren had Europa Clipper al een aantal tegenslagen gekend. 2019 NASA maakte wetenschappers boos door een complexe magnetometer uit het ruimtevaartuig te verwijderen en rechtvaardigde dit met begrotingsproblemen. De missie kreeg ook te maken met jaren van onzekerheid over hoe ze in de ruimte zou komen. Dat komt omdat het Congres al lang opdracht had gegeven dat het ruimtevaartuig aan boord van NASA's langzamer dan verwachte Space Launch System-raket zou vliegen. Ten slotte stonden Amerikaanse wetgevers in 2020 toe dat het programma de betrouwbare Falcon Heavy-raket van het particuliere bedrijf SpaceX in Brownsville, Texas, selecteerde voor lancering.
Het mogelijke transistorprobleem vond plaats in mei van dit jaar, toen NASA-ingenieurs erachter kwamen dat batches van een bepaald type transistor die al op het Europa Clipper-ruimtevaartuig waren geïnstalleerd, niet goed functioneerden. Deze componenten, MOSFETS (metal-oxide-semiconductor field-effect transistors) genoemd, werken als schakelaars in elektrische circuits. Ze zijn afkomstig van een NASA-leverancier, Infineon, gevestigd in Neubiberg, Duitsland.
Omdat de Europa Clipper 49 keer dichtbij Europa zal vliegen, op afstanden tot 25 kilometer, moet het ruimtevaartuig ook door een salvo van geladen deeltjes vliegen, versneld door het magnetische veld van Jupiter, dat ongeveer 20.000 keer sterker is dan dat van de aarde. Dit betekent dat de elektronica in de orbiter stralingsbestendig moet zijn.
In mei zei NASA echter dat het aan het evalueren was of de transistors van de missie een risico op storing vormden. Het bureau lanceerde vier maanden intensief, 24 uur per dag testen op drie verschillende locaties: JPL; het Johns Hopkins Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland; en het NASA Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. “Dit was een enorme uitdaging, en ik denk dat ‘enorme uitdaging’ een enorm understatement is”, zei Leshin.
Na evaluatie van vervangende MOSFET's uit dezelfde batches die op de Europa Clipper waren geïnstalleerd, stelde NASA vast dat de circuits van het ruimtevaartuig zouden functioneren zoals verwacht. Deze conclusie is gedeeltelijk gebaseerd op het feit dat het ruimtevaartuig tijdens de eerste helft van zijn vierjarige basismissie, terwijl het in een baan om Jupiter draait, slechts één keer in de 21 dagen de sterkste straling van Jupiter zal binnendringen. De rest van de tijd kunnen de transistors van de orbiter zichzelf gedeeltelijk genezen als ze zachtjes worden verwarmd, via een proces dat herkristallisatie wordt genoemd.
"Als Europa Clipper de stralingsomgeving binnengaat, komt het er weer uit, lang genoeg zodat deze transistors de kans krijgen om te regenereren en gedeeltelijk te herstellen tussen flybys", zei Jordan Evans, Europa Clipper's projectmanager bij JPL, tijdens de conferentie. “We kunnen – ik heb er veel vertrouwen in, en de gegevens bevestigen dit – de oorspronkelijke missie voltooien.”