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.