Europa Clipper

Europa Clipper
	; Миссия логотипі
Жалпы мәлімет
Тапсырыс беруші	НАСА
Операторы	Реактивті қозғалыс зертханасы
Мақсаты	Еуропаны зерттеу
Серігі	Юпитер
Ұшыру алаңы	Кеннеди ҒО, LC-39
Зымыран-тасығыш	Falcon Heavy
Ұшырылуы	14.10.2024
Техникалық сипаттамасы
Салмағы	6001 кг
	к · т · ө

Europa Clipper (техникалық атауы — Europa Multiple-Flyby Mission)^[1] — НАСА тарапынан Юпитердің Галилей серігі — Еуропаны зерттеу үшін жасалған ғарыш зонды. Ол 2024 жылдың 14 қазанында ұшырылды. Ғарыш аппараты 2025 жылдың 1 наурызында Марс айналасында гравитациялық маневр жасап, 2026 жылдың 3 желтоқсанында Жерге жақындайды, содан кейін 2030 жылдың сәуірінде Еуропаға жетеді. Ғарыш аппараты Юпитер орбитасында Еуропаны 44 рет жақын аралықтан зерттеу үшін бірнеше ұшып өтулер жасайды.

Europa Clipper аппараты, Еуропаның мұзды қабатының астында сұйық мұхиттың бар екенін көрсеткен, Галилео аппаратының Юпитер орбитасында сегіз жылдық (1995–2003) зерттеулеріне ұқсас зерттеулер жүргізеді. Еуропаға ғарыш аппаратын жіберу жоспары бастапқыда Europa Orbiter және Jupiter Icy Moons Orbiter сияқты жобалар аясында жасалған, онда ғарыш аппаратын Еуропа орбитасына енгізу қарастырылған еді. Алайда Юпитер магнитосферасындағы радиацияның зиянды әсерлеріне байланысты, Еуропа орбитасында ғарыш аппаратының қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін оны Юпитер орбитасы бойынша эллиптикалық траекторияға шығару және Еуропаны жақыннан зерттеу шешімі қабылданды. Ғарыш аппараты НАСА-ның бұрынғы ғарыштық миссияларында қолданылған кез келген аппараттан үлкен.

Europa Clipper миссиясы 2023 жылы іске қосылған Еуропа ғарыш агенттігінің Jupiter Icy Moons Explorer миссиясын толықтырады, ол Еуропа маңында екі рет ұшып өтіп, Каллисто маңында бірнеше рет ұшып, Ганимед айналасында орбитаға шығады.

Жоба тарихы

2008 жылдан бастап жоба халықаралық Europa Jupiter System Mission (ЕҒА/НАСА/JAXA) жобасының құрамына кірді, ол 2020-шы жылдардың басында іске қосылуы жоспарланған және Jupiter Europa Orbiter (JEO) деп аталған.
2011 жылдың басында JEO миссиясы оның қымбаттылығы ($4,7 млрд) себебінен, Марсты зерттеуге бағытталған кейбір зерттеу бағдарламаларының қысқартылуына және Еуропаға аппаратты қондырудың қиындықтарына байланысты жойылды (Галилео аппаратының алған суреттері серік бетінің сипатын анықтауға жеткіліксіз еді).
2011 жылдың сәуірінде JEO миссиясының арзандатылған мұрагері, Europa Clipper жобасы ұсынылды — $2 млрд құны бар орбиталық зонд (Atlas V 551 зымыран-тасығыштың және іске қосу құнын есептемегенде).
2012 жылдың наурызында Europa Clipper жобасы OPAG (Outer Planets Assessment Group) жыл сайынғы конференциясында ұсынылды.
2013 жылдың 10 сәуірінде АҚШ Президентінің әкімшілігі НАСА-ға 2014 жылға арналған бюджет ұсынысын жариялады, оған сәйкес Күн жүйесінен тыс планеталарды зерттеу бағдарламаларына қаржыландыруды $200 млн-ға қысқартуға ұсыныс жасалды. Осылайша, Еуропаға миссияның қаржыландыруы мен әзірлемесі 2015–2016 жылдары басталуы мүмкін еді.
2013 жылдың шілдесінде Europa Science Definition Team, JPL және Джонс Хопкинс университетінің қолданбалы физика зертханасы бірлесіп OPAG конференциясында Europa Clipper жобасының жаңа мәліметтерін ұсынды.
2013 жылдың қыркүйек айының басында Europa Clipper миссиясының командасы НАСА-ның жаңа буын радиоизотопты генераторын қолданудан бас тартты, себебі ASRG сенімділігі мен Юпитер жүйесінің радиациялық жағдайлары мәселелері туындады. Ғарыш аппараты үшін тек MMRTG (көпфункционалды радиоизотопты термоэлектрлік генератор) және күн батареялары қарастырылды.
2014 жылдың 13 қаңтарында OPAG конференциясында жобаның жаңартылған мәліметтері ұсынылды.
2014 жылдың 4 наурызында НАСА Еуропаға миссия жоспарларын жариялап, 2015 жылдың федералды бюджетіне $15 млн бөлінгенін мәлімдеді. Europa Clipper жобасы ең ықтимал болатын жобалардың бірі ретінде ұсынылды, ал іске қосу 2021 жылдан 2024 жылға ауыстырылды.
2014 жылдың 28 сәуірінде НАСА пресс-релиз шығарды, онда агенттік Еуропаға миссия үшін шығынның $1 млрд-тан аспауы қажет екенін атап өтті.
2014 жылдың шілде айының ортасында НАСА Еуропа зондын әзірлеу үшін 25 млн доллар бөлуді жоспарлап, қажетті құралдар тізімін анықтау үшін конкурс жариялады.
2014 жылдың желтоқсанында НАСА 2015 қаржы жылына бөлінген 118 млн доллармен, Еуропаға қатысты зерттеулердің қаржыландыруы көбейтілгенін жариялады.
2015 жылдың ақпанында НАСА 2016 қаржы жылы үшін бюджет ұсынды, оған сәйкес Еуропаға миссия әзірлеуге $30 млн бөлінуі жоспарланды.
2015 жылдың маусымында НАСА Europa Clipper жобасын мақұлдап, оны әзірлеу кезеңіне көшірді^[2].
2020 жылға қарай жобаның қаржыландыруы $600 млн құрауы тиіс болды.
НАСА "Хабарлама шишасы" кампаниясын бастады, оған сәйкес 2023 жылдың 31 желтоқсанына дейін түскен есімдер микрочипке қашалып, Ада Лимонның "Еуропаға арналған өлең" атты өлеңімен бірге орналастырылатын болды^[3]^[4]^[5].
2024 жылдың 12 сәуірінде НАСА Лабораториясының қызметкерлері Europa Clipper зондын журналистерге таныстырды^[6].
Ұшырылуы 2024 жылғы 14 қазан күні жүзеге асты^[7].

Жоба мақсаты мен міндеттері

Europa Clipper алдында екі басты мақсат тұр:

Еуропаны өмір сүруге қолайлы жағдайлардың бар-жоғын зерттеу;
Келесі миссия үшін қондырма аппаратының қону орнын анықтау үшін жеткілікті мәлімет жинау.

Осы мақсаттарға жету үшін Europa Clipper-ге үш негізгі міндет қойылған:

Мұз қабығы мен мұхит: мұз астындағы мұхит пен мұздықтардың бар екендігін растау және мұз қабығы мен мұхит арасындағы өзара әрекеттесу процестерін зерттеу.
Құрылым: мұз астындағы мұхиттағы негізгі қосылыстардың таралуы мен химиялық құрамын, олардың байланыстарын анықтау.
Геология: беткі қабатты сипаттау, соның ішінде соңғы және қазіргі уақыттағы белсенді аймақтарды зерттеу.

«Джеймс Уэбб» ғарыш телескопы арқылы Еуропаға қатысты жоғары сапалы суреттер алынуы күтілуде, олар гейзерлер мен геологиялық белсенді аймақтарды зерттеуге мүмкіндік беріп, сондай-ақ Europa Clipper зерттеуінің аймақтарын нақтылауға көмектеседі.

Миссияның сценарийі

Зондтың ұшырылуы 2024 жылғы 14 қазанда, 21 күндік сөре терезесінің басында, жүзеге асты. Юпитерге қарай ұшу барысында Марс пен Жердің айналасында гравитациялық маневрлер жоспарланған^[8].

Ғаламшараралық ұшу кезеңі

2024 жылғы 14 қазан — ұшыру (сөре терезесі 21 күнге созылады).
2025 жылғы ақпан — бірінші гравитациялық маневр (Марс).
2026 жылғы желтоқсан — екінші гравитациялық маневр (Жер).

Еуропаны зерттеу кезеңі

2030 жылғы сәуір — зондтың Юпитер жүйесіне келіп, Еуропаны зерттеуді бастау (109 күн). Негізгі миссия барысында Europa Clipper 1,4 Тбайт көлемінде деректер жібереді, оның ішінде жоғары ажыратымдылықтағы жасалған суреттер (0,5 м дейін), радиолокациялық деректер, беткей спектрлері және магниттік өріс өлшемдері болады. Зондтың ең жақын бетке жақындауы кезінде (серіктің мұзданған бетіне 25 км қашықтықта), радар Еуропа мұз қабатының қалыңдығын және оның астындағы мұхиттың тереңдігін анықтайды (және ең қолайлы жағдайларда оның тұздылығын да өлшеу көзделген). Миссия барысында алынған нәтижелер негізінде келесі миссияда қондыру аппаратының орнын анықтау жоспарлануда.
2033 жылғы қазан — миссияның аяқталуы.
Миссияның номиналды мерзімі аяқталғаннан кейін ол ұзартылуы мүмкін. Миссияның ұзартылуы техникалық тұрғыдан аппараттың отыны жеткілікті болғанша және радиация оның электроникасын зақымдамаған жағдайда мүмкін.
Миссия зондтың Ганимедпен соқтығысуымен аяқталады.

Ұшу траекторисы

Europa Clipper миссиясының ұшу траекториясы

Күнге қатысты:
      Europa Clipper
      Күн
      Жер
      Марс
      Юпитер

Юпитерге қатысты:
      Europa Clipper
      Юпитер
      Ио
      Европа
      Каллисто

Сипаттамалары

Зымыран-тасығыш

Europa Clipper орбитаға Falcon Heavy зымыран-тасығыштың көмегімен шығарылды, ал ұшу 5,5 жылды қамтиды, бұл кезеңде 2025 жылдың ақпанында және 2026 жылдың желтоқсанында Марс пен Жердің тартылыс күшін пайдалану арқылы гравитациялық маневрлер жасалады. Юпитер жүйесіне келу 2030 жылдың сәуіріне жоспарланған.

Құрылымы

Жалпы салмағы: 6065 кг.
Құрғақ салмағы: 2670 кг.
Радиациялық қорғаныс салмағы: 54 кг (аппарат жұмыс істеген уақыттағы есептелген жалпы сәулелену дозасы: 2,78 МРад). Радиациялық қорғанысты жасау кезінде Juno зондынан алынған мәліметтер ескерілген.
Жерге деректерді беру: 134 кбит/с жылдамдықпен жұмыс істейтін 3 high-gain антенна; әрбір Еуропа айналымы үшін 80 Гбит деректер. Қос құрамды отынмен жұмыс істейтін 24 аз қуатты қозғалтқыш.
Энергия көзі: әрқайсысының жалпы ауданы 102 м² болатын 4,5 сегменттен тұратын екі күн панелі; 336 Ампер-сағат сыйымдылығы бар литий-ионды аккумулятор.
Деректерді сақтау және өңдеу: RAD750, 512 Гбит NAND.

Дереккөздер

↑ NASA Mission Named 'Europa Clipper' (10 наурыз 2017).(қолжетпейтін сілтеме)
↑ published, Elizabeth Howell NASA's Europa Mission Approved for Next Development Stage (ағыл.) (20 June 2015). Тексерілді, 29 шілде 2022.
↑ NASA is sending a 'message in a bottle' towards Jupiter. Here's how to add your name to it (en-AU), ABC News (3 маусым 2023).
↑ NASA Invites Public to Sign Poem That Will Fly Aboard Europa Clipper - NASA.
↑ Sign Your Name to Europa Clipper's Message in a Bottle (ағыл.).
↑ Еуропаны зерттеу үшін зондты прессаға көрсетті. // Авторы: Никита Литвинов. 15.04.2024
↑ SpaceX Falcon Heavy rocket launches NASA's Europa Clipper probe to explore icy Jupiter ocean moon. (ағыл.)
↑ Cost growth prompts changes to Europa Clipper instruments. Space News (10 шілде 2020).(қолжетпейтін сілтеме)

[1] NASA Mission Named 'Europa Clipper' (10 наурыз 2017).(қолжетпейтін сілтеме)

[2] published, Elizabeth Howell NASA's Europa Mission Approved for Next Development Stage (ағыл.) (20 June 2015). Тексерілді, 29 шілде 2022.

[3] NASA is sending a 'message in a bottle' towards Jupiter. Here's how to add your name to it (en-AU), ABC News (3 маусым 2023).

[4] NASA Invites Public to Sign Poem That Will Fly Aboard Europa Clipper - NASA.

[5] Sign Your Name to Europa Clipper's Message in a Bottle (ағыл.).

[europa-clipper-nasa-2024-6] Еуропаны зерттеу үшін зондты прессаға көрсетті. // Авторы: Никита Литвинов. 15.04.2024

[7] SpaceX Falcon Heavy rocket launches NASA's Europa Clipper probe to explore icy Jupiter ocean moon. (ағыл.)

[8] Cost growth prompts changes to Europa Clipper instruments. Space News (10 шілде 2020).(қолжетпейтін сілтеме)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]