Europa Lander

Europa Lander — проект спускаемого аппарата в рамках астробиологической миссии по изучению Европы, спутника Юпитера, разрабатываемый НАСА[1][2]. В настоящее время данная миссия планируется отдельно от миссии Europa Clipper; при наличии финансирования запуск может состояться не ранее 2025 года[3].

Спускаемый аппарат на поверхности Европы в изображении художника
Цветное изображение Европы, фотография «Галилео»

Целями миссии являются поиск биосигнатур в верхних слоях поверхности Европы, изучение состава поверхностного и подповерхностного материала, определение вероятности наличия жидкой воды под поверхностным слоем.

История

Конгресс США обнародовал директиву по поводу миссии на Европу со спускаемым аппаратом, после чего НАСА инициировало проработку этой миссии в 2016 году[1]. Дивизион НАСА по изучению планет (англ. Planetary Science Division) опубликовал свой отчёт по миссии в феврале 2017 года[1], который содержал результаты полугодовой детальной проработки концепции данной миссии[4][5]. Отчёт содержал данные по научной ценности и по возможному дизайну спускаемого на Европу аппарата[5].

Главной целью миссии будет поиск органических индикаторов жизни в настоящем или прошлом Европы[6][1][7]. Вероятно, под ледяной поверхностью Европы находится океан из жидкой воды, причём его объём примерно в два раза превышает объём всех океанов на Земле. Спускаемый аппарат может изучить возможные следы выхода воды и застывших солей из этого океана через расщелины на её поверхности[8].

Ранее НАСА проводило оценку проектов миссий со спускаемыми на Европу аппаратами в 2005 и в 2012 году. В 2014 году комитет конгресса США одобрил финансирование разработки миссии по изучению Европы в размере 80 млн долларов[9][10].

Статус миссии

18 июля 2017 года подкомитет Палаты представителей США по космосу провёл слушания по проекту Europa Clipper, и обсудил возможность финансирования программы спускаемого аппарата Europa lander[11]. Федеральный бюджет США 2018 и 2019 года не предполагал финансирования миссии Europa Lander[12][13][14].

Цели

Три основных научных цели спускаемого аппарата Europa Lander включают в себя[1][6]:

  1. поиск признаков наличия жизни на Европе (биосигнатур) в настоящем или в прошлом
  2. оценка вероятности наличия жизни посредством анализа материала с поверхности
  3. изучение поверхностного и подповерхностного слоя Европы для будущих миссий.

Запуск и траектория

При запуске в 2025 году с использованием ракеты Space Launch System (SLS)[3] в 2027 году будет осуществлён гравитационный манёвр вокруг Земли, а в 2030 году состоится прибытие в систему Юпитера со спуском аппарата на Европу в течение одного года[5].

Спуск
Поверхность Европы с высоты 560 км, фотография «Галилео»

После выхода аппарата на орбиту Юпитера на протяжении порядка 18 месяцев космический аппарат будет постепенно сближаться с Европой, после чего начнётся сход с орбиты, спуск и приземление. Связь с Землёй должна осуществляться при помощи орбитального аппарата[15]. У Европы имеется крайне разреженная атмфосфера из кислорода[16], а давление на поверхности составляет около 0,1 μPa, что на 12 порядков меньше, чем на Земле[17].

Основные стадии миссии Europa Lander включают в себя[15]:

  • Запуск с Земли
  • Полёт к Юпитеру и выход на его орбиту
  • Сход с орбиты Юпитера
  • Фаза спуска на Европу
  • Фаза приземления на поверхность Европы

Орбитальный аппарат Europa Clipper, который планируется запустить ранее, может служить дополнительным каналом коммуникации для спускаемого аппарата[15]. Также рассматриваются варианты включения отдельного от Europa Clipper телекоммуникационного спутника в состав миссии со спускаемым аппаратом[18].

Рельеф поверхности

Согласно данным исследования, опубликованного в октябре 2018 года, большая часть поверхности Европы может быть покрыта ледяными иглами (кальгаспорами) высотой до 15 метров[19][20]. Это создает серьёзную угрозу для безопасного спуска аппарата на поверхность[20], поэтому перед осуществлением спуска требуется тщательное исследование поверхности в высоком разрешении для поиска подходящей площадки. Такое исследование может быть проведено аппаратами Europa Clipper и Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE), запуск которых планируется в начале 2020-х годов[20][21].

Источник питания

После посадки на поверхность аппарат сможет работать около 20 дней на химических батареях без использования солнечной энергии или радиоизотопного термоэлектрического генератора (РИТЭГ)[5][14]. У НАСА имеется лишь небольшое количество плутония-238 для создания РИТЭГов[22], причём НАСА использует их для марсоходов и аппаратов типа «Вояджер»[22]. РИТЭГи могут питать космические аппараты на протяжении десятилетий: например, аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2», запущенные ещё в 1977 году, до сих пор функционируют[22]. Также возможно использование солнечных батарей, однако из-за высокой радиации на поверхности Европы солнечные панели подвергнутся быстрой деградации[23].

Ещё одним фактором, влияющим на срок функционирования аппарата, будет высокая радиация (около 540 бэр в сутки). Ранее высокая радиация Юпитера повредила электронику на аппарате «Галилео»[24].

Научное оборудование
Europa Lander в изображении художника

Научное оборудование для спускаемого аппарата должно быть разработано для функционирования в условиях высокого радиационного фона на поверхности Европы[4]. Возможно создание защищённого от радиации отсека внутри аппарата, подобного используемому на «Юноне»[25].

В мае 2017 года НАСА объявило о сборе предложений по составу научного оборудования для спускаемого на Европу аппарата[26]. Предложения будут рассмотрены в течение 2019 года[27]. Возможный состав научного оборудования для спускаемого аппарата может включать[5][28][6]:

См. также
  • Europa Orbiter — отменённая в 2002 году миссия по изучению Европы
  • Галилеевы спутники — четыре крупнейших спутника Юпитера
  • Юнона — автоматическая межпланетная станция НАСА для исследования Юпитера
  • Лаплас — Европа П — проект российской миссии по изучению Европы или Ганимеда
  • Ocean Worlds Exploration Program

Примечания
  1. NASA Receives Science Report on Europa Lander Concept (англ.). NASA/JPL (8 февраля 2017).
  2. Foust, Jeff JPL moves ahead with Mars and Europa missions despite funding uncertainty (англ.). SpaceNews.com (18 июля 2017).
  3. Foust, Jeff Final fiscal year 2019 budget bill secures $21.5 billion for NASA (англ.). SpaceNews.com (17 февраля 2019).
  4. Schulze-Makuch, Dirk A New Lander Concept for Europa (англ.). Air & Space Magazine.
  5. Report lays out science case for Europa lander (англ.). SpaceNews.com (14 февраля 2017).
  6. Europa Lander Study 2016 Report (англ.). NASA.gov (2016).
  7. Foust, Jeff Report lays out science case for Europa lander (англ.). SpaceNews.com (14 февраля 2017).
  8. Loff, Sarah Reddish Bands on Europa (англ.). NASA (1 мая 2015).
  9. Khan, Amina NASA gets some funding for Mars 2020 rover in federal spending bill (англ.). Los Angeles Times (15 января 2014).
  10. Girardot, Frank C. JPL's Mars 2020 rover benefits from spending bill (англ.). Pasadena Star-News (14 января 2014).
  11. American Balance of NASA Planetary Science Missions Explored at Hearing (англ.). American Institute of Physics (21 июля 2017).
  12. Wall, Mike Trump Budget Proposal Axes NASA's Europa Lander Project (англ.). Space.com (16 марта 2017).
  13. Clark, Stephen Space Launch System, planetary exploration get big boosts in NASA budget (англ.). Spaceflight Now (23 марта 2018).
  14. Foust, Jeff Europa lander concept redesigned to lower cost and complexity (англ.). SpaceNews.com (29 марта 2018).
  15. NASA's audacious Europa missions are getting closer to reality (англ.). Planetary.org.
  16. Hall, D. T.; Strobel, D. F.; Feldman, P. D.; McGrath, M. A.; Weaver, H. A. Detection of an oxygen atmosphere on Jupiter's moon Europa (англ.) // Nature : journal. — 1995. — Vol. 373, no. 6516. — P. 677—681. — doi:10.1038/373677a0. — . — PMID 7854447.
  17. McGrath. Atmosphere of Europa // Europa / Pappalardo, Robert T.; McKinnon, William B.; Khurana, Krishan K.. — University of Arizona Press, 2009. — ISBN 978-0-8165-2844-8.
  18. Telecommunications systems for the NASA Europa missions. Microwave Symposium (IMS) (9 июня 2017). doi:10.1109/MWSYM.2017.8058576
  19. Paul Scott Anderson. Europa may have towering ice spikes on its surface (англ.). Earth and Sky (20 октября 2018).
  20. Daniel E. J. Hobley, Jeffrey M. Moore, Alan D. Howard & Orkan M. Umurhan. Formation of metre-scale bladed roughness on Europa’s surface by ablation of ice (англ.). Nature Geoscience (8 октября 2018). doi:10.1038/s41561-018-0235-0
  21. Jagged ice spikes cover Jupiter’s moon Europa, study suggests (англ.). Washington Post (23 октября 2018).
  22. Billings, Lee NASA Struggles over Deep-Space Plutonium Power (англ.). Scientific American (10 сентября 2015).
  23. SPIE Newsroom :: Modeling radiation degradation in solar cells extends satellite lifetime (англ.). SPIE.org (3 января 2011).
  24. Galileo Millennium Mission Status (англ.). NASA/JPL (17 декабря 2002).
  25. Here's what NASA's Europa lander could look like (англ.). Popular Science.
  26. NASA Asks Scientific Community to Think on Possible Europa Lander Instruments (англ.). NASA.gov (17 мая 2017).
  27. Community Announcement Regarding Europa Lander Instrument Investigation Program Element Appendix (англ.). Lunar and Planetary Institute.
  28. Europa Lander (англ.) (недоступная ссылка). NASA Solar System Exploration. Дата обращения: 14 марта 2019. Архивировано 2 апреля 2017 года.

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.