سوف يدور يوروبا كليبر التابع لناسا، كما هو موضح في هذا الرسم التوضيحي الذي تم تحديثه في ديسمبر 2020، حول كوكب المشتري على مسار بيضاوي، ويغوص بالقرب من قمره أوروبا مع كل رحلة جوية لجمع البيانات. مصدر الصورة: ناسا/مختبر الدفع النفاث-معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا
ناسا'س أوروبا تركز مهمة Clipper على حل مشكلات إشعاع الترانزستور أثناء استعدادها لإطلاق رحلة استكشافية إلى كوكب المشتري لاستكشاف مدى صلاحية أوروبا للسكن.
تواجه المهمة مشاكل مع الترانزستورات المقاومة للإشعاع، والتي أثبتت أنها أقل مقاومة لإشعاع المشتري المكثف. تهدف الاختبارات التي أجريت في مراكز ناسا المختلفة إلى حل هذه المشكلات.
تتقدم الاستعدادات لإطلاق مهمة أوروبا كليبر التابعة لناسا. تم تسليم المركبة الفضائية إلى مركز كينيدي للفضاء في فلوريدا في مايو الماضي، ونجح الفريق في تركيب الهوائي عالي الكسب.
يواصل المهندسون في مهمة أوروبا كليبر التابعة لناسا إجراء اختبارات مكثفة للترانزستورات التي تساعد في التحكم في تدفق الكهرباء على متن المركبة الفضائية. الإصدارات المحددة التي تستخدمها أوروبا كليبر مقاومة للإشعاع ومصممة لتحمل ما بين 100 إلى 300 كيلوراد، أو كراد (“راد” هي وحدة قياس الجرعة الممتصة من الإشعاع المؤين).
ومع ذلك، فإن فريق المهمة في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا (مختبر الدفع النفاث) في جنوب كاليفورنيا، التي تدير المهمة، تقوم حاليًا بتقييم بيانات الاختبار التي تشير إلى أن بعض الترانزستورات يمكن أن تتأثر بمستويات إشعاع أقل بكثير في ظل ظروف معينة. ويخشى الباحثون أن بعض هذه القطع لن تكون قادرة على الصمود أمام إشعاعات نظام المشتري، وهي البيئة الإشعاعية الأكثر كثافة في النظام الشمسي.
تحديات الإشعاع والتحليل المستمر
وتجري الاختبارات أيضًا في مختبر جونز هوبكنز للفيزياء التطبيقية (APL) في لوريل بولاية ميريلاند، وفي مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند. صمم APL الجسم الرئيسي للمركبة الفضائية بالتعاون مع مختبر الدفع النفاث ومركز جودارد التابع لناسا.
تم اكتشاف مشكلة الترانزستورات في شهر مايو، عندما أُبلغ فريق المهمة أن أجزاء مماثلة تعطلت عند جرعات إشعاعية أقل من المتوقع. في يونيو 2024، تم إرسال تنبيه الصناعة لإبلاغ المستخدمين بهذه المشكلة. تعمل الشركة المصنعة مع فريق المهمة لدعم جهود اختبار وتحليل الإشعاع المستمرة لفهم مخاطر استخدام هذه الأجزاء بشكل أفضل على المركبة الفضائية Europe Clipper.
الاستدامة والحلول الإلكترونية
تشير بيانات الاختبار التي تم الحصول عليها حتى الآن إلى أن بعض الترانزستورات من المحتمل أن تفشل في البيئة عالية الإشعاع بالقرب من كوكب المشتري وقمره أوروبا، لأن الأجزاء ليست مقاومة للإشعاع كما هو متوقع. ويعمل الفريق على تحديد عدد الترانزستورات التي قد تكون حساسة وكيف ستتصرف أثناء الطيران. تقوم وكالة ناسا بتقييم الخيارات المتاحة لتعظيم عمر الترانزستورات في نظام كوكب المشتري. ومن المقرر الانتهاء من التحليل الأولي في نهاية يوليو.
تُستخدم الإلكترونيات المقاومة للإشعاع في جميع أنحاء الصناعة لحماية المركبات الفضائية من أضرار الإشعاع التي يمكن أن تحدث في الفضاء. يشكل نظام المشتري خطورة خاصة على المركبات الفضائية لأن مجاله المغناطيسي الهائل (أقوى بـ 20 ألف مرة من مجال الأرض) يحبس الجسيمات المشحونة ويسرعها إلى طاقات عالية جدًا، مما يخلق إشعاعًا مكثفًا يقصف أوروبا والأقمار الداخلية الأخرى. يبدو أن المشكلة التي يمكن أن تؤثر على ترانزستورات أوروبا كليبر هي ظاهرة لم تكن الصناعة على علم بها وتمثل فجوة تم تحديدها حديثًا في مؤهل الإشعاع القياسي لدفعات رقاقة الترانزستور.
أهداف المهمة والآفاق المستقبلية
وستبدأ فترة إطلاق يوروبا كليبر في 10 أكتوبر، ومن المتوقع أن يصل المسبار إلى كوكب المشتري في عام 2030، حيث سيجري بحثًا علميًا لفهم مدى قابلية أوروبا للسكن أثناء تحليقه بالقرب من القمر عدة مرات.
وتقدر التكلفة الإجمالية لمهمة أوروبا كليبر بنحو 5 مليارات دولار، مما يجعلها واحدة من أغلى البعثات العلمية للكواكب. تغطي هذه الميزانية تطوير وإطلاق وتشغيل المركبة الفضائية طوال المدة المتوقعة للمهمة.
