Künstlerische Darstellung der Raumsonde Europa Clipper der NASA. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech
Jupiter’s icy moon takes a big step forward as engineers deliver a major component of the spacecraft.
Europa, Jupiter’s icy moon, almost certainly has a vast ocean beneath its icy shell. In fact, scientists believe this ocean contains more water than all of Earth’s oceans combined. The complex chemistry required for life as we know it to exist requires liquid water, making this ocean one of the key reasons astrobiologists want to study Europa.
NASA’s Europa Clipper will be equipped with science instruments needed to study Europa to see if it harbors conditions suitable for supporting life. It is expected to launch in 2024 and take several years to reach Jupiter. Once there, it will orbit the planet, during which it will soar past Europa some 45 times or so. During each flyby, it will scan the moon and then report the data back to Earth.
Now, the main body of NASA’s Europa Clipper spacecraft has just been delivered to the agency’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Southern California. Over the next two years there, engineers and technicians will finish assembling the craft by hand before testing it to make sure it can withstand the journey to Jupiter’s icy moon Europa.
NASA’s Europa Clipper spacecraft is visible in a main clean room at JPL, as engineers and technicians inspect it just after delivery in early June 2022. Credit: NASA/JPL-Caltech/Johns Hopkins APL/Ed Whitman
The spacecraft body is the mission’s workhorse. Standing 10 feet (3 meters) tall and 5 feet (1.5 meters) wide, it’s an aluminum cylinder integrated with electronics, radios, thermal loop tubing, cabling, and the propulsion system. With its solar arrays and other deployable equipment stowed for launch, Europa Clipper will be as large as an SUV; when extended, the solar arrays make the craft the size of a basketball court. It is the largest NASA spacecraft ever developed for a planetary mission.
“It’s an exciting time for the whole project team and a huge milestone,” said Jordan Evans, the mission’s project manager at JPL. “This delivery brings us one step closer to launch and the Europa Clipper science investigation.”
Dieses Video zeigt die Lieferung des Kerns der NASA-Raumsonde Europa Clipper an das Jet Propulsion Laboratory der Agentur in Südkalifornien. Das Johns Hopkins Applied Physics Laboratory entwarf und baute den Körper des Raumfahrzeugs in Zusammenarbeit mit dem JPL und dem Goddard Space Flight Center der NASA. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech
Europa Clipper soll im Oktober 2024 starten und fast 50 Vorbeiflüge an Europa durchführen, von dem Wissenschaftler überzeugt sind, dass es einen inneren Ozean beherbergt, der doppelt so viel Wasser enthält wie die Ozeane der Erde zusammen. Und der Ozean hat derzeit möglicherweise Bedingungen, die für die Unterstützung des Lebens geeignet sind. Die neun wissenschaftlichen Instrumente des Raumfahrzeugs werden Daten über die Atmosphäre, die Oberfläche und das Innere Europas sammeln – Informationen, die Wissenschaftler verwenden werden, um die Tiefe und den Salzgehalt des Ozeans, die Dicke der Eiskruste und potenzielle Schwaden abzuschätzen, die möglicherweise unterirdisches Wasser in den Weltraum entweichen lassen .
„Wenn es Leben in Europa gibt, war es mit ziemlicher Sicherheit völlig unabhängig von der Entstehung des Lebens auf der Erde … das würde bedeuten, dass die Entstehung des Lebens in der gesamten Galaxie und darüber hinaus ziemlich einfach sein muss.“ — Robert (Bob) Pappalardo, Wissenschaftler des Europa-Missionsprojekts
Diese Instrumente haben bereits damit begonnen, am JPL anzukommen, wo seit März die als Montage-, Test- und Startoperationen bekannte Phase im Gange ist. Der Ultraviolett-Spektrograph namens Europa-UVS kam im März an. Als nächstes kam das Wärmeemissionsbildgebungsinstrument des Raumfahrzeugs, E-THEMIS, geliefert von den Wissenschaftlern und Ingenieuren, die seine Entwicklung an der Arizona State University leiteten. E-THEMIS ist eine ausgeklügelte Infrarotkamera, die entwickelt wurde, um die Temperaturen Europas zu kartieren und Wissenschaftlern dabei zu helfen, Hinweise auf die geologische Aktivität des Mondes zu finden – einschließlich Regionen, in denen sich möglicherweise flüssiges Wasser in der Nähe der Oberfläche befindet.
Bis Ende 2022 sollen der Großteil der Flughardware und der Rest der wissenschaftlichen Instrumente fertiggestellt sein.
Das Raumschiff Europa Clipper der NASA wird in einem Hauptreinraum des JPL ausgepackt, während Ingenieure und Techniker es kurz nach der Lieferung Anfang Juni 2022 inspizieren. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/Johns Hopkins APL/Ed Whitman
Die ganze Packung
Das Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) in Laurel, Maryland, entwarf den Körper von Europa Clipper in Zusammenarbeit mit dem JPL und dem Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland. „Das Flugsystem, das von APL entworfen, gebaut und getestet wurde – mit einem Team aus Hunderten von Ingenieuren und Technikern – war das physisch größte System, das jemals von APL gebaut wurde“, sagte Tom Magner von APL, stellvertretender Projektmanager der Mission.
Die Arbeit am Hauptmodul geht nun bei JPL weiter.
„Was bei JPL ankam, stellt im Wesentlichen eine Montagephase für sich dar. Unter der Leitung von APL umfasst diese Lieferung Arbeiten dieser Institution und zweier NASA-Zentren. Jetzt wird das Team das System auf eine noch höhere Integrationsebene bringen“, sagte Evans.
Der Hauptkörper der NASA-Raumsonde Europa Clipper ist in seinem Versandcontainer zu sehen, kurz nachdem sie an Bord eines C-17-Frachtflugzeugs auf der March Air Reserve Base in Riverside County, Kalifornien, angekommen ist. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/Johns Hopkins APL/Ed Whitman
Die Hauptstruktur besteht eigentlich aus zwei gestapelten Aluminiumzylindern, die mit Gewindelöchern versehen sind, um die Fracht des Raumfahrzeugs zu verschrauben: das Hochfrequenzmodul, Strahlungsmonitore, Antriebselektronik, Leistungswandler und Verkabelung. Das Hochfrequenz-Subsystem wird acht Antennen mit Strom versorgen, darunter eine riesige High-Gain-Antenne mit einer Breite von 10 Fuß (3 Meter). Das Netz aus elektrischen Kabeln und Anschlüssen der Struktur, das als Kabelbaum bezeichnet wird, wiegt allein 68 Kilogramm. Wenn es ausgestreckt wäre, würde es fast 640 Meter (2.100 Fuß) lang sein – doppelt so groß wie ein Fußballfeld.
Das Hochleistungs-Elektronikgewölbe, das gebaut wurde, um der intensiven Strahlung des Jupiter-Systems standzuhalten, wird zusammen mit den wissenschaftlichen Instrumenten in die Hauptstruktur des Raumfahrzeugs integriert.
Im Inneren des Hauptkörpers des Raumfahrzeugs befinden sich zwei Tanks – einer für Treibstoff, einer für Oxidationsmittel – und die Schläuche, die ihren Inhalt zu einer Reihe von 24 Triebwerken transportieren, wo sie sich zu einer kontrollierten chemischen Reaktion verbinden, die Schub erzeugt.
Der Hauptkörper der Europa Clipper-Raumsonde der NASA ist in ihrem Versandcontainer zu sehen, als sie in das Jet Propulsion Laboratory der Agentur in Südkalifornien rollt. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/Johns Hopkins APL/Ed Whitman
„Unsere Motoren haben einen doppelten Zweck“, sagte Tim Larson, stellvertretender Projektmanager von JPL. „Wir verwenden sie für große Manöver, auch wenn wir uns Jupiter nähern und eine große Verbrennung in Jupiters Umlaufbahn einfangen müssen. Sie sind aber auch für kleinere Manöver ausgelegt, um die Lage des Raumfahrzeugs zu steuern und die präzisen Vorbeiflüge an Europa und anderen Körpern des Sonnensystems auf dem Weg zu optimieren.“
Diese großen und kleinen Manöver werden während der sechsjährigen, 1,8 Milliarden Meilen (2,9 Milliarden Kilometer) langen Reise zu dieser Meereswelt, die Europa Clipper 2031 ernsthaft untersuchen wird, eine große Rolle spielen.
Mehr über die Mission
Missionen wie Europa Clipper tragen zum Bereich der Astrobiologie bei, der interdisziplinären Erforschung der Variablen und Bedingungen ferner Welten, die das Leben, wie wir es kennen, beherbergen könnten. Europa Clipper ist zwar keine Mission zur Erkennung von Leben, wird aber eine detaillierte Erkundung von Europa durchführen und untersuchen, ob der eisige Mond mit seinem unterirdischen Ozean die Fähigkeit hat, Leben zu unterstützen. Das Verständnis der Bewohnbarkeit Europas wird den Wissenschaftlern helfen, besser zu verstehen, wie sich das Leben auf der Erde entwickelt hat und das Potenzial, Leben außerhalb unseres Planeten zu finden.
Unter der Leitung von Caltech in Pasadena, Kalifornien, leitet JPL die Entwicklung der Mission Europa Clipper in Partnerschaft mit APL für das Science Mission Directorate der NASA in Washington. Das Planetary Missions Program Office im Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, führt das Programmmanagement der Europa Clipper-Mission durch.