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La navicella spaziale europea Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) lancerà la prossima settimana un ambizioso tour esplorativo delle lune di Giove. Ma la missione darà solo un breve assaggio della luna Europa, potenzialmente vivificante. Ecco perché.
sopravvivendo con la minima energia di mezzo asciugacapelli e dotato di un “bunker nucleare” per proteggere i suoi componenti elettronici dalle radiazioni, Esploratore delle lune ghiacciate di Giove (JUICE) È una meraviglia tecnologica che non resisterà Europa Per molto tempo. più piccola GioveLe quattro lune principali potrebbero essere la posizione più probabile nel mondo Sistema solare ospitare la vita extraterrestre nel suo oceano coperto di ghiaccio; Tuttavia, l’ambiente intorno alla luna è così duro che, secondo la NASA, ucciderebbe un veicolo spaziale nel migliore dei casi in un paio di mesi.
Andare su Giove non è mai facile. Più mi avvicino gigante gassoso E più a lungo rimani nelle vicinanze, più difficile sarà. Cinque volte lontano da sole Dalla Terra, Giove vive nella zona crepuscolare del sistema solare, ricevendo solo circa il 4% della luce solare che riceve il nostro pianeta. Ciò significa che qualsiasi veicolo spaziale in visita che desidera fare affidamento sull’energia solare deve disporre di enormi pannelli solari. Le sfide iniziano solo qui. Il campo magnetico di Giove è 10.000 volte più forte di quello di Giove Terra, che potrebbe avere un impatto sulle misurazioni scientifiche del veicolo spaziale, ha detto a Space.com Justin Byrne, capo dei programmi scientifici presso Airbus Defence and Space, che ha guidato il consorzio che ha costruito il veicolo spaziale JUICE. Peggio ancora, questo campo magnetico super potente intrappola le particelle caricate da Giove e dalla sua vicina luna ipervulcanicamente attiva. Ayo Pompare spazio intorno al pianeta. Di conseguenza, i livelli di radiazione nelle immediate vicinanze del pianeta sono alti quanto l’epicentro di un’esplosione nucleare.
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Malattia da radiazioni satellitari
Europa orbita attorno a Giove a una distanza di 417.000 miglia (671.000 km), quasi il doppio della distanza tra la Luna e la Terra, ed è la seconda luna più vicina a Giove. I livelli di radiazione attorno a Europa non sono così alti come lo sono attorno al più vicino Io, tuttavia, gli scienziati sanno che la dose di radiazione che un oggetto in orbita attorno a Europa riceverebbe in un solo giorno, a 5,4 Sv, è più del doppio del valore che causare gravi malattie da radiazioni agli esseri umani. Naturalmente, l’astronave non è umana, ma Byrne ammette che quei livelli di radiazione sono al di là di ciò per cui i progettisti di veicoli spaziali sono abituati a costruire.
“Siamo così abituati alle radiazioni nello spazio”, ha detto Byrne. “Le missioni in orbita terrestre devono passare attraverso la Terra cinture di radiazioniMa i livelli di radiazione non sono neanche lontanamente vicini a quelli che sperimenterebbero un veicolo spaziale vicino a Giove”.
Alti livelli di radiazioni sono cattive notizie per l’elettronica e i pannelli solari. Maggiore è l’intensità della radiazione, ha affermato Byrne, più velocemente i sistemi elettronici si guastano e più velocemente si degradano i pannelli solari. Per questo motivo, specifico per la NASA Europa Clipper La missione non cercherà tracce di vita su Europa direttamente dall’orbita lunare, ma effettuerà invece brevi visite periodiche mentre si trova in un’orbita più ampia attorno a Giove. È per questo motivo che l’Agenzia spaziale europea (ESA) ha scelto la luna più grande di Giove e un po’ più comoda Ganimedecome obiettivo primario di JUICE.
Accogliente Ganimede
Sebbene Ganimede abbia meno probabilità di ospitare la vita rispetto a Europa, secondo gli scienziati, la luna è tutt’altro che noiosa. Più grande del pianeta più piccolo del sistema solare MercurioGanimede è la luna più grande dell’intero sistema solare e l’unica nota per generare il proprio campo magnetico. Nel 2034, tre anni dopo l’arrivo del JUICE su Giove (se tutto va come previsto), Ganimede diventerà la prima luna lontana dalla luna terrestre. luna un veicolo spaziale in orbita.
Ganimede orbita attorno a Giove a una distanza di 665.000 miglia (1.070.000 km) ed è il terzo più vicino al gigante gassoso delle quattro lune principali. Byrne ha detto che la radiazione attorno a Ganimede è circa 100 volte più debole di quella dell’Europa. Tuttavia, il veicolo spaziale JUICE non sarebbe in grado di sopravvivere a lungo in questo ambiente senza alcune delle soluzioni utilizzate in precedenza.
Al centro del veicolo spaziale c’è una volta rivestita di piombo da 2,7 tonnellate (2,42 tonnellate metriche) che ospita tutta l’elettronica del veicolo spaziale (ad eccezione degli strumenti scientifici progettati per studiare l’ambiente estremo nel sistema di Giove).
“Ci sono chilogrammi di piombo nel succo”, ha detto Byrne. “Questo limita efficacemente la quantità di radiazioni che possono raggiungere i dispositivi elettronici e ne prolunga la vita. Ma alla fine moriranno. Non puoi fermarlo per sempre”.
Se il veicolo spaziale dovesse andare in Europa, ha aggiunto Byrne, questo piccolo bunker nucleare rivestito di piombo dovrebbe essere più potente.
La morte dei pannelli solari
Ma mentre esiste una soluzione per proteggere i sistemi elettronici, i pannelli solari sono piuttosto vulnerabili alle radiazioni. Byrne crede che il degrado dei pannelli solari del succo nell’ambiente ostile attorno a Giove porterà alla fine della missione.
Data la distanza di Giove dal Sole e la bassa intensità della luce solare attorno al pianeta, i pannelli solari di JUICE dovevano essere enormi. Progettati come due ali cruciformi, i due array coprono un’area di 915 piedi quadrati (85 metri quadrati). Nonostante queste enormi dimensioni e l’efficienza record di circa il 30%, gli array non producono nemmeno abbastanza elettricità per alimentare un asciugacapelli, ha affermato Byrne.
“È davvero una quantità molto piccola di energia, e man mano che si deteriora nel corso della sua vita a causa delle radiazioni, le sue prestazioni si degraderanno al punto in cui non ci sarà abbastanza energia per eseguire il compito”, ha detto Byrne.
JUICE è stato progettato per sopravvivere a quattro anni combinati in orbita prima su Giove e poi su Ganimede. Prima di entrare nell’orbita di Ganimede, la navicella effettuerà due sorvoli di Europa, 21 sulla luna più lontana e meno esplorata Callistoe 12 a Ganimede. Byrne è fiducioso che gli ingegneri ei collaboratori di Airbus provenienti da tutta Europa abbiano costruito un veicolo spaziale abbastanza potente da portare a termine la sua missione. Tuttavia, è improbabile che JUICE superi l’aspettativa di vita, a differenza di molte altre missioni.
“Potrebbe durare un po’ di più, ma non durerà 10 anni come fanno molte altre missioni”, ha detto Byrne.
Oltre all’intenso ambiente di radiazioni, la missione consumerà anche un’enorme quantità di carburante a causa della grande quantità di voli ad alto consumo di carburante da Le lune di Giove.
“Ci saranno molte correzioni di rotta, cambi di rotta”, ha detto Byrne. “Richiederà molto carburante. Quindi o finirai prima il carburante, o i pannelli solari si decomporranno, e questo finirà il lavoro.”
Gli operatori vorranno terminare in tempo la missione JUICE mandandola a schiantarsi su Ganimede per evitare che la navicella si trasformi in un pezzo fuori controllo. rifiuto spaziale Ed è probabile che in seguito si schianti contro Europa, contaminandola con microbi terrestri. Dal momento che gli scienziati non pensano che Ganimede possa ospitare la vita, e poiché la sua superficie non sembra essere in contatto con l’oceano sotterraneo (a differenza di quello dell’Europa più attiva), gli esperti non sono preoccupati per JUICE che blocca il puro crosta di ghiaccio. .
Quindi cosa ci vorrebbe per mandare il succo in orbita intorno all’Europa?
Ma con tutte queste sfide, significa che è impossibile per un veicolo spaziale orbitare attorno a Europa, il luogo più probabile nel sistema solare per ospitare la vita extraterrestre?
Byrne afferma che gli ingegneri stanno attualmente studiando queste possibilità nella speranza di inviare un lander sterilizzato in Europa in un lontano futuro.
“È una sfida da vedere”, ha detto il Bayern. “Avresti bisogno di più protezione per l’elettronica e probabilmente pannelli solari molto più grandi. Ciò significherebbe molta più massa. Ma probabilmente possiamo farlo.”
Tale compito, secondo Kit di lancio JUICE dell’ESA (Si apre in una nuova scheda), non è decollato fino ad anni dopo che JUICE e Clipper della NASA (previsto per il lancio l’anno prossimo) hanno completato le loro missioni. I due compiti, che avranno successo Giunone della NASA Il veicolo spaziale, che studia Giove dal 2016, sta preparando il terreno per il nostro ultimo incontro con la potenziale vita microbica su Europa.
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