A lua de Júpiter, Europa, pode ter o potencial de abrigar vida. A espaçonave usará vários sobrevôos da lua para investigar a habitabilidade deste mundo oceânico.
Europa Clipper, a próxima missão principal da NASA para o sistema solar externo, passou por um marco significativo, completando sua Revisão Crítica de Projeto. Durante a revisão, os especialistas examinaram o projeto detalhado da espaçonave para garantir que ela esteja pronta para concluir a construção. A missão agora é capaz de completar a fabricação e teste de hardware e avançar para a montagem e teste da espaçonave e sua carga de instrumentos científicos sofisticados.
Com um oceano global interno com o dobro do tamanho dos oceanos da Terra combinados, a lua de Júpiter, Europa, carrega o potencial para condições adequadas à vida. Mas as temperaturas frias e as batidas incessantes na superfície da radiação de Júpiter o tornam um alvo difícil de explorar: engenheiros e cientistas da missão devem projetar uma espaçonave resistente o suficiente para suportar a radiação, mas sensível o suficiente para reunir a ciência necessária para investigar o ambiente de Europa.
O orbitador Europa Clipper sobrevoará Júpiter em uma trajetória elíptica, mergulhando perto da lua em cada sobrevôo para realizar um reconhecimento detalhado. A ciência inclui a coleta de medidas do oceano interno, o mapeamento da composição da superfície e sua geologia, e a busca de plumas de vapor d’água que possam estar saindo da crosta gelada.
O desenvolvimento da espaçonave está progredindo bem, com base no exame intenso que a NASA concluiu recentemente. The Critical Design Review conduziu um mergulho profundo nas especificações dos planos para todos os instrumentos científicos – de câmeras a antenas – e subsistemas de vôo, incluindo propulsão, energia, aviônicos e o computador de vôo.
“Mostramos que o design do nosso sistema de projeto é forte”, disse o gerente de projeto do Europa Clipper, Jan Chodas, do Jet Propulsion Laboratory da NASA no sul da Califórnia. “Nossos planos para completar o desenvolvimento e integração das peças individuais se mantêm unidos, e o sistema como um todo funcionará conforme projetado para reunir as medições científicas de que precisamos para explorar a habitabilidade potencial de Europa.”
Hardware em desenvolvimento
Além dos planos detalhados, a missão construiu protótipos e modelos de engenharia para testar o funcionamento dos instrumentos e subsistemas de engenharia. Depois, há o próprio hardware de vôo. Muito disso já está sendo construído; instrumentos e subsistemas de engenharia individuais aprovaram suas próprias revisões de projeto no último ano e meio.
As características mais marcantes do Europa Clipper, seus elementos característicos, estão tomando forma. Com quase 3 metros de diâmetro, a antena em forma de disco de alto ganho, que receberá comandos da Terra e transmitirá dados científicos de volta para baixo, está em seu estágio final de montagem. E, de longe, o hardware mais visível do Europa Clipper – os enormes painéis solares que se desdobram no espaço profundo como asas – também estão em construção. A espaçonave, com suas matrizes totalmente implantadas, é mais larga do que uma quadra de basquete, medindo 30,5 metros. As matrizes cobrirão mais de 960 pés quadrados (90 metros quadrados).
Eles serão anexados ao módulo de propulsão que está sendo construído pelo Johns Hopkins Applied Physics Lab (APL) em Laurel, Maryland. O núcleo do módulo de propulsão consiste em dois cilindros empilhados que juntos têm quase 10 pés (3 metros) de altura e mantêm os tanques de propulsão e 16 motores de foguete que irão impulsionar o Europa Clipper assim que deixar a atmosfera da Terra.
Os cilindros gigantes representam o esforço cooperativo necessário para montar uma espaçonave como esta. Eles foram construídos pela APL e enviados ao JPL para instalação da tubulação do Sistema de Redistribuição de Calor, parte de um sistema que manterá a espaçonave controlada termicamente. Os cilindros foram então enviados ao Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, para instalação do subsistema de propulsão. São 400 conexões soldadas, cada uma delas radiografada para controle de qualidade, que são essenciais para a instalação bem-sucedida do subsistema de propulsão.
A APL também está construindo o módulo de telecomunicações para comunicações de rádio com a Terra e um monitor de radiação para medir o tamanho da explosão de elétrons que está atingindo a espaçonave durante seus mais de 40 voos pela Europa.
No JPL, a construção está em andamento em vários elementos do sistema de vôo, incluindo a abóbada protetora que protege o hardware eletrônico crítico da radiação intensa de Júpiter. O JPL também está construindo e testando o subsistema aviônico, que inclui o computador de vôo, o hardware de distribuição e comutação de energia, o software de vôo necessário para realizar a missão científica e as ferramentas do sistema terrestre necessárias para realizar a missão. Também está sendo construído um equipamento de suporte de solo que será usado para montar e testar as grandes peças de hardware de vôo do Europa Clipper.
“É um momento muito emocionante para a equipe, ver os frutos de seu trabalho que orbitará Júpiter em alguns anos”, disse Jordan Evans, vice-gerente de projeto do Europa Clipper, do JPL. “Mesmo em face do COVID-19, a equipe está disparando em todos os cilindros. Usando protocolos de segurança no trabalho, eles estão realizando o trabalho necessário no hardware enquanto o resto da equipe faz seu trabalho em casa. ”
Uma Suíte Sofisticada
À medida que esse trabalho avança, os líderes do projeto continuam a planejar a ciência da missão. Os instrumentos científicos da nave vão medir a profundidade da crosta de gelo, medir a profundidade do oceano interno e quão espesso e salgado ele é, capturar imagens coloridas da geologia da superfície em detalhes e analisar plumas potenciais.
Os cientistas estão especialmente interessados no que constitui a superfície da lua. As evidências sugerem que o material exposto lá foi misturado através da crosta gelada e talvez venha do oceano abaixo. Europa Clipper também investigará o campo de gravidade da lua, o que dirá aos cientistas mais sobre como a lua se flexiona quando Júpiter a puxa e como essa ação pode potencialmente aquecer o oceano interno.
“Estamos fazendo um trabalho que, daqui a uma década, mudará a forma como pensamos sobre a diversidade de mundos no sistema solar externo – e sobre onde a vida pode ser capaz de existir agora, não em um passado distante”, disse o Projeto Europa Clipper Cientista Robert Pappalardo do JPL.
Mas quanto mais instrumentos uma espaçonave carrega, mais eles interagem e potencialmente afetam a operação uns dos outros. Para esse fim, observou Pappalardo, “No momento, estamos garantindo que todos os instrumentos possam operar ao mesmo tempo, sem interferência eletromagnética.”
O conjunto completo de instrumentos passará por testes extensivos depois de chegar ao JPL em 2021. O início de 2022 marca o início das operações de montagem, teste e lançamento. A contagem regressiva começou.
“Falta menos de um ano para que todas as montagens de hardware precisem aparecer em um só lugar”, disse Chodas. “Reunimos todas essas peças para começar a construir o sistema de vôo completo, depois testar a espaçonave totalmente integrada e prepará-la para o lançamento.”
A equipe está a caminho de ter o Europa Clipper pronto para um lançamento em 2024.
Mais sobre a missão
Missões como o Europa Clipper ajudam a contribuir para o campo da astrobiologia, a pesquisa interdisciplinar sobre as variáveis e condições de mundos remotos que poderiam abrigar a vida como a conhecemos. Embora o Europa Clipper não seja uma missão de detecção de vida, ele conduzirá um reconhecimento detalhado de Europa e investigará se a lua gelada, com seu oceano subterrâneo, tem a capacidade de sustentar vida. Compreender a habitabilidade de Europa ajudará os cientistas a entender melhor como a vida se desenvolveu na Terra e o potencial para encontrar vida além do nosso planeta.
Gerenciado pela Caltech em Pasadena, Califórnia, o JPL lidera o desenvolvimento da missão Europa Clipper em parceria com a APL para a Diretoria de Missões Científicas da NASA em Washington. O Escritório do Programa de Missões Planetárias no Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama, executa o gerenciamento do programa da missão Europa Clipper.
Publicado em 03/04/2021 01h35
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