Космический аппарат NASA Europa Clipper отправился в путь, чтобы раскрыть тайны одного из самых интригующих небесных тел Солнечной системы — ледяного спутника Юпитера Европы. Эта миссия обещает стать одним из самых значительных шагов в поиске жизни за пределами Земли.
Главная цель миссии — определить, существуют ли под поверхностью Европы условия, способные поддерживать жизнь. Аппарат исследует ледяной покров спутника, его состав и геологию, окончательно докажет существование подповерхностного океана, а также изучит взаимодействие этого океана с поверхностью.
«Сейф» для оборудования
Создание Europa Clipper стало результатом многолетней работы тысяч инженеров и ученых. Аппарат был спроектирован и построен так, чтобы выдержать сложные условия космического пространства и радиационное излучение Юпитера.
Europa Clipper — это крупнейший космический аппарат, когда-либо созданный NASA для планетарной миссии. Он оснащен мощными солнечными батареями и радиоантеннами, что позволяет ему собирать достаточно света для работы в системе Юпитера, которая находится в пять раз дальше от Солнца, чем Земля. Длина солнечных панелей в развернутом виде достигает 30,5 метра, высота зонда — пяти метров. Сухая масса аппарата (без учета топлива) — 3241 килограмм, а общая достигает шести тонн.
Электроника станции заключена в защитный контейнер, способный выдерживать интенсивное радиационное излучение вблизи Юпитера.
Мощное магнитное поле гигантской планеты притягивает заряженные частицы, создавая радиационные пояса. Эти пояса создают серьезные препятствия для космических миссий.
Радиационные пояса Юпитера намного сильнее, чем земные, и могут нанести вред космическим аппаратам и их оборудованию. Протоны и электроны высоких энергий в них могут повредить электронику, а также представляют опасность для здоровья потенциальных астронавтов, если когда-нибудь человечество отправит к системе Юпитера пилотируемую миссию. Кроме того, они значительно ускоряют деградацию любых устройств, сокращая время активной работы космических аппаратов.
Конструкция «защитного сейфа» для оборудования зонда, сделанного из титана и алюминия, была опробована на зонде «Юнона» и отлично себя показала. Запущенная в августе 2011 года, станция вышла на орбиту Юпитера в июле 2016-го. По первоначальным планам «Юнона» должна была проработать там пять лет, после чего сойдет с орбиты и сгорит в атмосфере планеты. Однако аппарат сохранил работоспособность, и его миссию продлили как минимум до 2025-го, чтобы получить дополнительные сведения о галилеевых спутниках Юпитера — Ганимеде, Европе, Ио и Калипсо. Благодаря этому команды аппаратов JUICE и Europa Clipper, которые летят к Юпитеру прямо сейчас, получили информацию для лучшего планирования будущих исследований.
Есть ли там океан?
На борту Europa Clipper установлено девять научных инструментов, включая камеры высокого разрешения, спектрометры и радар для поиска воды под ледяным покровом. Магнетометры и приборы, измеряющие силу гравитации, дадут информацию о свойствах подледного океана и его глубине. Кроме того, зонд измерит температуру разных участков поверхности, чтобы понять, есть ли на ней более теплые, по сравнению с соседними, регионы. Они могут указывать на сравнительно недавно возникавшие гейзеры. Детекторы частиц соберут данные о составе разреженной атмосферы Европы и окружающего космического пространства.
Эти инструменты будут работать синхронно, собирая данные во время каждого пролета, что позволит ученым получить полное представление о Европе. Они помогут ученым составить подробные карты поверхности, исследовать внутреннюю структуру и анализировать состав льда и атмосферы.
Бюджет миссии Europa Clipper составляет около 5 миллиардов долларов. Это включает в себя все этапы от разработки до запуска и основной миссии, которая продлится до 2034 года.
Путешествие длиной в 3 миллиарда километров
Стартовав с Космического центра имени Кеннеди на ракете Falcon Heavy, зонд преодолеет более 2,9 миллиарда километров за примерно 5,5 года.
Траектория полета зонда была тщательно рассчитана для использования гравитационных маневров вокруг Марса и Земли, что позволит значительно увеличить его скорость и направить к Юпитеру. Так, в феврале 2025-го Europa Clipper пронесется на расстоянии 500–1000 км от Марса, а в декабре 2026-го вернется к Земле, обогнув нашу планету на расстоянии примерно 3,2 тысячи километров.
Прибытие к системе Юпитера запланировано на апрель 2030 года, и это будет началом новой эры в изучении внешних планет и их спутников. Много топлива уйдет на то, чтобы замедлить аппарат, когда он приблизится к Ганимеду. Двигатели проработают в течение целых шести часов — это долго для космического аппарата в далеком космосе. Затем Europa Clipper совершит серию пролетов мимо галилеевых спутников, чтобы выйти на орбиту Европы.
Миссия Europa Clipper откроет новые горизонты в поиске жизни за пределами Земли и расширит наше понимание того, какие условия на других небесных телах потенциально пригодны для жизни.
В ходе миссии зонд совершит около 50 пролетов рядом с Европой, минимальное расстояние до поверхности спутника составит около 25 километров. Первый из них состоится весной 2031 года, а в мае начнется первая кампания научных исследований, во время которой аппарат сосредоточится на сборе данных на обратной стороне Европы. Как и все галилеевы спутники, она находится в приливном захвате, то есть обращена к планете всегда одной стороной, как и наша Луна к Земле. Спустя два года начнется второй раунд исследований — теперь уже противоположного полушария спутника.
Окончание миссии намечено на сентябрь 2034 года. Сейчас астрономы планируют, что зонд разобьется о поверхность Ганимеда. Однако кто знает, может быть, как и «Юнона», Europa Clipper продолжит работу в системе Юпитера.
Миссия Europa Clipper открывает новую главу в исследовании космоса. Она дает надежду на обнаружение условий, пригодных для жизни, на других мирах. Это путешествие, без сомнения, расширит границы нашего понимания Вселенной и нашего места в ней.