Rymdfarkosten JUICE mot månen Europa men besöket blir för kort.

 

European Space Agency (ESA) rymdfarkost Jupiter IcyMoons Explorer (JUICE) kommer att göra en rundtur bland Jupiters månar. Framme vid Jupiter är den om ca 8 år. Uppdragets längd beräknas till ca 12 år. Det innebär endast ett kort besök över den potentiellt livsbärande månen Europa.

 Utmaningarna börjar här. Jupiters magnetfält är 10000 gånger starkare än jordens vilket kan påverka JUICE mätningsinstrument säger Justin Byrne, chef för vetenskapsprogram vid Airbus Defence and Space vilken ledde konsortiet som byggde JUICE, i ett uttalade till space.com Värst av allt är att detta magnetfält fångar in  överladdade partiklar som Jupiter tillsammans med den vulkaniskt hyperaktiva närmaste månen Io pumpar ut i rymden runt planeten. Resultatet är att strålningsnivån i planetens närhet blir lika högt som i epicentret av en kärnexplosion.

Europa är den måne som ligger näst närmast  Jupiter. Strålningsnivåerna runt Europa är inte riktigt lika höga som runt den närmaste månen Io. Men forskare vet att strålningsdosen för ett objekt i omloppsbana runt Europa inom en dag skulle  få 5,4 Sievert, mer än två gånger det värde som orsakar allvarlig strålsjuka för människor. Strålningsnivåer bortom vad rymdfarkostdesigners är vana att bygga för.

Ganymedes den största månen i hela solsystemet är den enda som är känd för att generera sitt eget magnetfält. År 2034, tre år efter JUICE: s ankomst till Jupiter (om allt går enligt plan), kommer Ganymedes att bli den första månen förutom jordens egen måne som får en rymdfarkost i sin omloppsbana.

Ganymedes kretsar kring Jupiter på ett avstånd av 1 070 000 km och är den tredje närmast Jupiter av de fyra huvudmånarna. Strålningen runt Ganymedes är ungefär 100 gånger svagare jämfört med den vid Europa, säger Byrne. Ändå skulle  JUICE inte kunna existera i denna miljö en längre tid utan strålskydd. Skyddet av Juice instrument är ett 2,7 ton blyfodrat valv som rymmer all elektronik (förutom de vetenskapliga instrument som är utformade för att studera den extrema miljön i Jupiter-systemet).

Blyfodralet begränsar effektivt mängden strålning som kan påverka elektroniken och förlänger dettas livslängd. Men så småningom kommer elektroniken likväl att förstöras då skyddet är inte perfekt.

Om farkosten skulle gå till Europa och kretsa runt denna måne eller landa skulle denna blyfodrade nukleära minibunker behöva vara mycket mer robust, tillade Byrne. Men medan det finns en lösning för att skydda de elektroniska systemen något är solpanelerna helt utsatta för strålningen. Byrne tror att nedbrytningen av JUICEs solpaneler i den hårda miljön runt Jupiter kommer att leda till uppdragets slut.

På grund av Jupiters avstånd från solen och den låga intensiteten av solljus runt Jupiter måste JUICEs solpaneler vara enorma. De är utformade som två korsformade vingar och täcker ett område av 85 kvadratmeter. Trots denna enorma storlek och rekordeffektivitet på cirka 3 0 % producerar matriserna inte ens tillräckligt med el för att driva en hårtork på jorden, enligt Byrne.

Det är redan en mycket liten mängd kraft och när de försämras under sin livstid på grund av strålningen kommer deras prestanda att gå ner till en punkt där det inte kommer att finnas tillräckligt med kraft för uppdraget att fungera, tillägger  Byrne.

JUICE är utformad för att överleva fyra år i Jupiters system i denna följd av förbiflygningar  först kretsande vid  Jupiter och sedan Ganymedes. Innan JUICE går in i Ganymedes omloppsbana kommer rymdfarkosten att göra två förbiflygningar av Europa, 21 vid den mest avlägsna och minst utforskade månen Callito och 12 vid Ganymedes. Byrne är övertygad om att Airbus ingenjörer och deras medarbetare från hela Europa byggt rymdfarkosten tillräckligt robust för att klara sitt uppdrag. Det är dock osannolikt att JUICE kommer att överleva sin förväntade livslängd, till skillnad mot vad  många andra farkoster gjort.

Det kan överleva lite längre men det kommer inte att vara i 10 år som många andra uppdrag gjort, enligt uttalande av Byrne.

Förutom den extrema strålningsmiljön kommer uppdraget också att förbruka en enorm mängd bränsle på grund av den stora mängden bränsleförbrukande förbiflygningar av Jupiters månar. Men det betyder även att det är omöjligt att ha en rymdfarkost som kretsar kring Europa två gånger, den mest sannolika platsen i solsystemet för att vara värd för utomjordiskt liv?

I den otroliga strålningsmiljö som finns på och över Europa anser jag däremot att där absolut inte kan finnas liv.

Byrne säger att ingenjörer för närvarande studerar möjligheten att skicka en steril landare till Europa i en avlägsen framtid.

Det är en utmaning som man tittar på, enligt Byrne och tillägger. Det skulle behövas mycket mer effektivt skydd för elektroniken och förmodligen mycket större solpaneler. Det betyder mycket mer massa. Men vi kan nog göra det i framtiden. Men Juice däremot kommer enbart att  göra två förbiflygningar av Europa denna gång.

Bild vikipedia; Illustration av rymdfarkosten JUICE.