在对美国宇航局的木卫二快船飞船上可疑的晶体管进行了详尽的审查后,美国宇航局的管理人员已经批准了下个月发射的探测器,按计划进行一项耗资52亿美元的任务,目的是发现木星冰冷的卫星木卫二上可疑的地下海洋是否适合居住。
晶体管问题在5月份突然出现,人们担心克利伯号的任务范围可能不得不缩小,或者航班延误,以进行昂贵的维修。
但审查显示,在探测器49次近距离飞越木卫二期间,每次都要接受高剂量的辐射,其间的20天内,这些晶体管实际上会自我修复,所有这些都是在木星强大的磁场和辐射环境中进行的。
此外,可以根据需要使用板载加热器来提高受影响晶体管的温度,从而改善恢复过程。
NASA喷气推进实验室的欧罗巴快船项目经理乔丹·埃文斯说:“在对晶体管进行了广泛的测试和分析之后,欧罗巴快船项目和我个人都对我们能够按计划完成探索欧罗巴的最初任务充满信心。”
太阳能驱动的木卫二快船是美国宇航局最雄心勃勃的行星探测器之一,是一个“旗舰”任务,旨在对木卫二进行多次近距离飞行,以了解在冰冻世界的冰壳下的地下咸水海洋是否可以容纳宜居环境。
如果可以确认宜居性,“想想这意味着什么,在一个太阳系中有两个地方同时拥有生命的所有成分,”美国宇航局总部的木卫二快船项目科学家柯特·尼伯说。
“当你把这个结果扩展到这个星系中数十亿个其他太阳系时,想想这意味着什么。抛开“有生命吗?”’关于木卫二的问题,仅仅是可居住性问题本身就为在银河系中寻找生命开辟了一个巨大的新范式。”
1610年,伽利略号发现了木卫二,美国宇航局的旅行者号探测器对木卫二进行了研究,更广泛的是,20世纪90年代,该机构的伽利略号轨道飞行器对木卫二进行了十几次近距离飞行。
宇宙飞船发现木星在木卫二周围的磁场被破坏了,这意味着木卫二深处有导电流体。考虑到木卫二的冰冻外壳,最可能的解释是它的地下有一个咸水海洋,由于潮汐的弯曲而保持温暖,这是木星在其轨道上摆动时巨大引力的反复挤压。
“木卫二快船”并不是为了寻找木卫二地壳上或地壳下的生命迹象而设计的。但是,确认隐藏海洋的存在并确定其可居住性,将是在寻找太阳系内外可能存在生命的地方方面迈出的重要一步。
“这是一项史诗般的任务,”尼伯说。“这是一个机会,让我们探索的不是数十亿年前可能适合居住的世界,而是今天、现在可能适合居住的世界。”
“有机会对我们最近发现的这种被称为海洋世界的新型世界进行第一次探索,它完全沉浸在液态水海洋中,完全不同于我们以前见过的任何东西。这就是欧罗巴·克利伯和她的团队将为我们揭开的面纱。”
该航天器计划于10月10日在肯尼迪航天中心发射,搭载SpaceX公司的猎鹰重型火箭,将于2月首次飞越火星,利用火星的引力,于2026年12月再次加速飞越地球。
只有到那时,木卫二快船才能以足够快的速度沿着飞往木星的轨道进入太空深处。即便如此,探测器要到2030年4月才能到达目标,使用它的推进器进入环绕这颗巨大行星的初始轨道。
五个月后,将需要一系列近距离飞行中的第一次,以便在2031年春天与木卫二进行第一次近距离接触。在持续到2034年的两次科学活动中,计划至少49次近距离飞越木卫二,其中包括距离月球冰冻表面16英里的低空。
五月,当任务进行到发射阶段时,工程师们被告知,整个航天器使用的晶体管可能存在严重问题。类似的组件被发现在低于预期的辐射剂量下失效。
木星周围的辐射环境是由这颗行星巨大的磁场提供动力的,它捕获并加速了太阳风和火山卫星木卫一产生的带电粒子。木卫二附近的辐射环境会在几小时内杀死一个没有保护的宇航员。
因此,木卫二的飞行计算机和其他关键部件被保护在一个防辐射的“拱顶”中。辐射“硬化”组件在整个航天器中使用。但来自制造商的测试数据显示,类似的组件在低于欧罗巴快船将经历的辐射水平下失效。
但经过几个月的测试,工程师们得出结论,该航天器无需进行重大修改即可完成任务。
埃文斯说:“我们完成了广泛的测试,以验证航天器上的晶体管。”“在过去的四个月里,我们在多个地点每天24小时进行测试。我们模拟了类似飞行的条件,以阐明晶体管在我们四年的科学任务中可能遇到的任何问题,这些问题涉及我们在航天器上的各种应用。
“我们将这些具有代表性的晶体管放入这些环境中,对整个电路进行辐射,以观察系统的行为. ...我们复制了晶体管的自我修复,或者称之为退火,这是通过将它们加热到室温而发生的,而当我们绕每个轨道运行时,它们基本上(不在)强烈的辐射环境中。”
他说,根据结果,“我们已经准备好进行最后的发射准备和审查。我们已经为木卫二做好了准备。”