Το ευρωπαϊκό διαστημόπλοιο Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) θα εκτοξευτεί σε μια φιλόδοξη εξερευνητική περιήγηση στα φεγγάρια του Δία την επόμενη εβδομάδα. Αλλά η αποστολή θα ρίξει μόνο μια σύντομη ματιά στο δυνητικά ζωογόνο φεγγάρι Ευρώπη. Να γιατί.
επιβιώνει με λίγη ισχύ όσο μισό πιστολάκι μαλλιών και διαθέτει ένα «πυρηνικό καταφύγιο» για την προστασία των ηλεκτρονικών του από την ακτινοβολία, Εξερεύνηση παγωμένων φεγγαριών του Δία (JUICE) Είναι ένα τεχνολογικό θαύμα που δεν θα αντέξει Ευρώπη Για πολύ καιρό. μικρότερος ΖεύςΤα τέσσερα μεγάλα φεγγάρια μπορεί να είναι η πιο πιθανή τοποθεσία στον κόσμο Ηλιακό σύστημα να φιλοξενεί εξωγήινη ζωή στον καλυμμένο με πάγο ωκεανό του. Ωστόσο, το περιβάλλον γύρω από το φεγγάρι είναι τόσο σκληρό, που θα σκότωνε ένα διαστημόπλοιο σε μερικούς μήνες στην καλύτερη περίπτωση, σύμφωνα με τη NASA.
Το να πάτε στον Δία δεν είναι ποτέ εύκολο. Όσο πλησιάζω γίγαντας αερίου Και όσο περισσότερο μείνετε στην περιοχή, τόσο πιο δύσκολο θα είναι. Πέντε φορές μακριά από ήλιος Από τη Γη, ο Δίας ζει στη ζώνη του λυκόφωτος του ηλιακού συστήματος, λαμβάνοντας μόνο περίπου το 4% του ηλιακού φωτός που λαμβάνει ο πλανήτης μας. Αυτό σημαίνει ότι κάθε διαστημικό σκάφος που επισκέπτεται και θέλει να βασιστεί στην ηλιακή ενέργεια πρέπει να έχει τεράστιες ηλιακές συστοιχίες. Οι προκλήσεις ξεκινούν μόνο εδώ. Το μαγνητικό πεδίο του Δία είναι 10.000 φορές ισχυρότερο από αυτό του Δία Γη, κάτι που θα μπορούσε να έχει αντίκτυπο στις επιστημονικές μετρήσεις του διαστημικού σκάφους, είπε στο Space.com ο Justin Byrne, επικεφαλής επιστημονικών προγραμμάτων στην Airbus Defense and Space, η οποία ηγήθηκε της κοινοπραξίας κατασκευής του διαστημικού σκάφους JUICE. Το χειρότερο από όλα, αυτό το εξαιρετικά ισχυρό μαγνητικό πεδίο παγιδεύει σωματίδια που φορτίζονται από τον Δία και το κοντινό, υπερηφαιστειακά ενεργό φεγγάρι του. Ayo Αντλώντας χώρο σε όλο τον πλανήτη. Ως αποτέλεσμα, τα επίπεδα ακτινοβολίας σε κοντινή απόσταση από τον πλανήτη είναι τόσο υψηλά όσο το επίκεντρο μιας πυρηνικής έκρηξης.
Σχετίζεται με: Χα! Η πιο κοντινή άποψη του φεγγαριού του Δία στον ωκεανό Ευρώπη τα τελευταία 22 χρόνια
Ασθένεια δορυφορικής ακτινοβολίας
Η Ευρώπη περιφέρεται γύρω από τον Δία σε απόσταση 417.000 μιλίων (671.000 km), σχεδόν διπλάσια από την απόσταση μεταξύ της Σελήνης και της Γης, και είναι το δεύτερο πλησιέστερο φεγγάρι στον Δία. Τα επίπεδα ακτινοβολίας γύρω από την Ευρώπη δεν είναι τόσο υψηλά όσο είναι γύρω από την πλησιέστερη Ιο, ωστόσο, οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι η δόση ακτινοβολίας που θα λάμβανε ένα αντικείμενο σε τροχιά γύρω από την Ευρώπη σε μια μέρα, στα 5,4 Sv, είναι μεγαλύτερη από τη διπλάσια τιμή που θα λάμβανε προκαλούν σοβαρή ασθένεια ακτινοβολίας στον άνθρωπο. Φυσικά, το διαστημόπλοιο δεν είναι ανθρώπινο, αλλά ο Byrne παραδέχεται ότι αυτά τα επίπεδα ακτινοβολίας είναι πέρα από αυτά για τα οποία έχουν συνηθίσει να κατασκευάζουν οι σχεδιαστές διαστημικών σκαφών.
«Είμαστε τόσο συνηθισμένοι στην ακτινοβολία στο διάστημα», είπε ο Byrne. «Οι αποστολές σε τροχιά γύρω από τη Γη πρέπει να περάσουν από τη Γη ζώνες ακτινοβολίαςΑλλά τα επίπεδα ακτινοβολίας εκεί δεν είναι κοντά σε αυτά που θα βίωσε ένα διαστημόπλοιο κοντά στον Δία».
Τα υψηλά επίπεδα ακτινοβολίας είναι κακά νέα για τα ηλεκτρονικά και τους ηλιακούς συλλέκτες. Όσο υψηλότερη είναι η ένταση της ακτινοβολίας, είπε ο Byrne, τόσο πιο γρήγορα ηλεκτρονικά συστήματα αποτυγχάνουν και τόσο πιο γρήγορα υποβαθμίζονται οι ηλιακές συστοιχίες. Για το λόγο αυτό, ειδικά για τη NASA Europa Clipper Η αποστολή δεν θα αναζητήσει ίχνη ζωής στην Ευρώπη απευθείας από τη σεληνιακή τροχιά, αλλά θα πραγματοποιεί σύντομες περιοδικές επισκέψεις ενώ βρίσκεται σε μια ευρύτερη τροχιά γύρω από τον Δία. Αυτός είναι ο λόγος που ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA) επέλεξε το μεγαλύτερο φεγγάρι του Δία και κάπως πιο άνετο Γανυμήδηςως πρωταρχικό στόχο του JUICE.
Άνετο Γανυμήδη
Αν και ο Γανυμήδης είναι λιγότερο πιθανό να φιλοξενήσει ζωή από την Ευρώπη, σύμφωνα με τους επιστήμονες, το φεγγάρι απέχει πολύ από το να είναι βαρετό. Μεγαλύτερος από τον μικρότερο πλανήτη του ηλιακού συστήματος ΕρμήςΟ Γανυμήδης είναι το μεγαλύτερο φεγγάρι σε ολόκληρο το ηλιακό σύστημα και το μόνο γνωστό ότι δημιουργεί το δικό του μαγνητικό πεδίο. Το 2034, τρία χρόνια μετά την άφιξη του JUICE στον Δία (αν όλα πάνε όπως είχε προγραμματιστεί), ο Γανυμήδης θα γίνει το πρώτο φεγγάρι μακριά από το φεγγάρι της Γης. φεγγάρι ένα διαστημόπλοιο σε τροχιά.
Ο Γανυμήδης περιφέρεται γύρω από τον Δία σε απόσταση 665.000 μιλίων (1.070.000 km) και είναι ο τρίτος πιο κοντά στον αέριο γίγαντα από τα τέσσερα μεγάλα φεγγάρια. Ο Μπερν είπε ότι η ακτινοβολία γύρω από τον Γανυμήδη είναι περίπου 100 φορές ασθενέστερη από αυτή της Ευρώπης. Ωστόσο, το διαστημόπλοιο JUICE δεν θα μπορούσε να επιβιώσει σε αυτό το περιβάλλον για πολύ χωρίς κάποιες από τις λύσεις που χρησιμοποιήθηκαν πριν.
Στην καρδιά του διαστημικού σκάφους βρίσκεται ένα θησαυροφυλάκιο 2,7 τόνων (2,42 μετρικοί τόνοι) με μόλυβδο που φιλοξενεί όλα τα ηλεκτρονικά του διαστημικού σκάφους (εκτός από τα επιστημονικά όργανα που έχουν σχεδιαστεί για τη μελέτη του ακραίου περιβάλλοντος στο σύστημα του Δία).
«Υπάρχουν κιλά μολύβδου στο χυμό», είπε ο Byrne. “Αυτό περιορίζει αποτελεσματικά την ποσότητα ακτινοβολίας που μπορεί να φτάσει στις ηλεκτρονικές συσκευές και παρατείνει τη ζωή τους. Αλλά τελικά, θα πεθάνουν. Δεν μπορείτε να το σταματήσετε για πάντα.”
Εάν το διαστημόπλοιο πήγαινε στην Ευρώπη, πρόσθεσε ο Byrne, αυτό το μικρό πυρηνικό καταφύγιο με μόλυβδο θα έπρεπε να είναι πιο ισχυρό.
Ο θάνατος των ηλιακών συλλεκτών
Όμως, ενώ υπάρχει λύση για την προστασία των ηλεκτρονικών συστημάτων, οι ηλιακές συστοιχίες είναι αρκετά ευάλωτες στην ακτινοβολία. Ο Byrne πιστεύει ότι η υποβάθμιση των ηλιακών συλλεκτών του χυμού στο σκληρό περιβάλλον γύρω από τον Δία θα οδηγήσει στον τελικό θάνατο της αποστολής.
Δεδομένης της απόστασης του Δία από τον Ήλιο και της χαμηλής έντασης του ηλιακού φωτός γύρω από τον πλανήτη, τα ηλιακά πάνελ της JUICE πρέπει να ήταν τεράστια. Σχεδιασμένες ως δύο σταυροειδείς πτέρυγες, οι δύο συστοιχίες καλύπτουν μια έκταση 915 τετραγωνικών ποδιών (85 τετραγωνικών μέτρων). Παρά αυτό το τεράστιο μέγεθος και την απόδοση ρεκόρ περίπου 30%, οι συστοιχίες δεν παράγουν καν αρκετή ηλεκτρική ενέργεια για να τροφοδοτήσουν ένα πιστολάκι μαλλιών, λέει ο Byrne.
«Είναι πραγματικά πολύ μικρή ποσότητα ενέργειας και καθώς επιδεινώνεται κατά τη διάρκεια της ζωής του λόγω ακτινοβολίας, η απόδοσή του θα υποβαθμιστεί σε σημείο που δεν θα υπάρχει αρκετή ενέργεια για να εκτελέσει την εργασία», είπε ο Byrne.
Το JUICE σχεδιάστηκε για να επιβιώσει συνολικά τέσσερα χρόνια σε τροχιά πρώτης γύρω από τον Δία και μετά τον Γανυμήδη. Πριν μπει στην τροχιά του Γανυμήδη, το διαστημόπλοιο θα πραγματοποιήσει δύο πτήσεις της Ευρώπης, 21 στο πιο απομακρυσμένο και λιγότερο εξερευνημένο φεγγάρι Καλλιστώκαι 12 στον Γανυμήδη. Ο Μπερν είναι πεπεισμένος ότι μηχανικοί και συνεργάτες της Airbus από όλη την Ευρώπη έχουν κατασκευάσει ένα διαστημόπλοιο αρκετά ισχυρό για να ολοκληρώσει την αποστολή του. Ωστόσο, το JUICE δεν είναι πιθανό να υπερβεί το προσδόκιμο ζωής, σε αντίθεση με πολλές άλλες αποστολές.
«Μπορεί να διαρκέσει λίγο περισσότερο, αλλά δεν θα διαρκέσει 10 χρόνια όπως πολλές άλλες αποστολές», είπε ο Byrne.
Εκτός από το έντονο περιβάλλον ακτινοβολίας, η αποστολή θα καταναλώνει επίσης τεράστια ποσότητα καυσίμου λόγω του μεγάλου όγκου πτήσεων με καύσιμα από Τα φεγγάρια του Δία.
«Θα υπάρξουν πολλές διορθώσεις μαθημάτων, αλλαγές πορείας», είπε ο Byrne. “Θα απαιτήσει πολύ καύσιμο. Έτσι είτε θα ξεμείνετε από καύσιμα πρώτα είτε οι ηλιακές συστοιχίες θα αποσυντεθούν και αυτό θα τελειώσει τη δουλειά.”
Οι χειριστές θα θέλουν να ολοκληρώσουν την αποστολή JUICE εγκαίρως στέλνοντάς την να συντριβεί στον Γανυμήδη, προκειμένου να αποτρέψουν το διαστημόπλοιο από το να μετατραπεί σε ένα εκτός ελέγχου κομμάτι. διαστημικά σκουπίδια Και είναι πιθανό να συντριβεί στην Ευρώπη αργότερα, μολύνοντάς την με επίγεια μικρόβια. Δεδομένου ότι οι επιστήμονες δεν πιστεύουν ότι ο Γανυμήδης είναι πιθανό να φιλοξενήσει ζωή και δεδομένου ότι η επιφάνειά του δεν φαίνεται να έρχεται σε επαφή με το υπόγειο περιβάλλον του (σε αντίθεση με την πιο ενεργή επιφάνεια της Ευρώπης), οι ειδικοί δεν ανησυχούν για το ζουμερό χάος που γλείφει το παρθένο του φεγγαριού κρούστα πάγου. .
Τι θα χρειαζόταν λοιπόν για να στείλει τον χυμό σε τροχιά γύρω από την Ευρώπη;
Αλλά με όλες αυτές τις προκλήσεις, σημαίνει αυτό ότι είναι αδύνατο για ένα διαστημόπλοιο να περιστραφεί σε τροχιά γύρω από την Ευρώπη, το πιο πιθανό μέρος στο ηλιακό σύστημα για να φιλοξενήσει εξωγήινη ζωή;
Ο Byrne λέει ότι οι μηχανικοί μελετούν επί του παρόντος αυτές τις δυνατότητες με την ελπίδα να στείλουν ένα αποστειρωμένο προσγειωμένο στην Ευρώπη στο μακρινό μέλλον.
«Είναι μια πρόκληση να το δεις», είπε η Μπάγερν. “Θα χρειαστείτε περισσότερη προστασία για τα ηλεκτρονικά και πιθανώς πολύ μεγαλύτερες ηλιακές συστοιχίες. Αυτό θα σήμαινε πολύ μεγαλύτερη μάζα. Αλλά μάλλον μπορούμε να το κάνουμε.”
Ένα τέτοιο έργο, σύμφωνα με Κιτ εκτόξευσης JUICE από την ESA (Ανοίγει σε νέα καρτέλα), απογειώθηκε παρά μόνο χρόνια αφότου το JUICE και το Clipper της NASA (προγραμματίστηκε να εκτοξευθεί το επόμενο έτος) ολοκλήρωσαν τις αποστολές τους. Τα δύο καθήκοντα, τα οποία θα πετύχουν Juno από τη NASA Το διαστημικό σκάφος, το οποίο μελετά τον Δία από το 2016, θέτει τις βάσεις για την τελική μας συνάντηση με πιθανή μικροβιακή ζωή στην Ευρώπη.
Ακολουθήστε την Teresa Poltarova στο Twitter @υπάλληλος (Ανοίγει σε νέα καρτέλα). Ακολουθησε μας στο Twitter @υπάλληλος (Ανοίγει σε νέα καρτέλα) και επάνω Facebook (Ανοίγει σε νέα καρτέλα).
“Ερασιτέχνης διοργανωτής. Εξαιρετικά ταπεινός web maven. Ειδικός κοινωνικών μέσων Wannabe. Δημιουργός. Thinker.”