Technologies Infused:wanneer NASA in de jaren 2020 zijn missie lanceert om Jupiters maan Europa te verkennen, zeven instrumenten die mogelijk worden gemaakt door investeringen in SMD-technologie of inspanningen voor vluchtontwikkeling zullen aan boord zijn om missiewetenschappelijke doelen te helpen bereiken.

De Europa-missie zal hoge resolutie beelden van het maanoppervlak verzamelen, en de samenstelling en structuur van het interieur en de ijzige schaal onderzoeken om te bepalen of de maan bewoonbaar zou kunnen zijn voor primitieve levensvormen. Bewijs van NASA's Galileo-missie in de jaren negentig suggereerde sterk dat Europa een enorme oceaan onder zijn ijzige korst zou kunnen bevatten. Europa ervaart ook grote getijdenkrachten als het om Jupiter draait, en deze krachten zorgen ervoor dat de maan buigt, die warmte produceert in het binnenste van de maan. Wetenschappers geloven ook dat de oceaan van Europa in direct contact staat met het rotsachtige binnenland, omstandigheden creëren die vergelijkbaar zijn met geologisch actieve plaatsen op de zeebodem van de aarde, hydrothermale zones genoemd. Hydrothermische zones op aarde herbergen grote aantallen organismen die gedijen vanwege chemische processen die optreden als water en gesteente bij hoge temperaturen op elkaar inwerken. Europa's potentieel vloeibaar water, gecombineerd met zijn warmteproducerende geologische activiteit, maken het een van de meest veelbelovende plekken in het zonnestelsel om te zoeken naar tekenen van het huidige leven. Zeven van de instrumenten die NASA onlangs heeft geselecteerd om op de Europa-missie te vliegen, werden mogelijk gemaakt door investeringen in SMD-technologie of eerdere investeringen in planetaire missies (zie tabel op pagina 21). Twee van die instrumenten - MASPEX en REASON - worden hieronder beschreven.

MASPEX:De MAss Spectrometer for Planetary EXploration/Europa is een time-of-flight (TOF) massaspectrometer die is ontworpen om de samenstelling van het oppervlak en de ondergrondse oceaan van Europa te bepalen door de uiterst ijle atmosfeer van de maan en elk oppervlaktemateriaal dat in de ruimte wordt uitgestoten, te meten. MASPEX maakt gebruik van snel geschakelde dual-reflectron-ion-optica om een ​​hoge-massaresolutie te bieden in een instrument van een halve meter lang. Deze nieuwe technologie maakt massaresolutie mogelijk die meerdere orden van grootte groter is dan eerdere massaspectrometers die op NASA-missies werden gevlogen. MASPEX is ook zeer gevoelig.

Het kan meer dan 100 opslaan, 000 ionen en extraheer ze met een snelheid van 2 Khz, met een zeer hoge doorvoer en een hoge tijdsresolutie. MASPEX's opslagcapaciteit, gekoppeld aan een ingebedde cryotrap die meer dan 100 is, 000 keer gevoeliger dan eerdere instrumenten, maakt de analyse van sporenorganische stoffen mogelijk op niveaus van minder dan één deel per miljard en de isotopenanalyse van sporenedelgassen zoals xenon. MASPEX biedt een nieuw en krachtig hulpmiddel om inzicht te krijgen in de bewoonbaarheid, oorsprong, en evolutie van Europa.

REDEN:Radar for Europa Assessment and Sounding:Ocean to Near-surface (REASON) is een dubbelfrequentie (9 MHz en 60 MHz) ijsdoordringend radarinstrument dat is ontworpen om Europa's ijskorst van het nabije oppervlak tot aan de oceaan te karakteriseren en te klinken , het onthullen van de verborgen structuur van Europa's ijsschelp en potentieel water erin. REASON zal ook de oppervlaktestructuur en topografie beoordelen, evenals de toestand van Europa's ionosfeer. Het signaal met een langere golflengte (9 MHz) kan door Europa's ijs gaan met minder interferentie van oppervlakteruwheid. Echter, radiogolven uitgezonden door de planeet Jupiter interfereren met het signaal, dus het kan alleen worden gebruikt aan de kant van Europa die van de planeet af is gericht. Het kortere golflengtesignaal (60 MHz), in tegenstelling tot, wordt niet beïnvloed door Jupiter, maar is gevoeliger voor interferentie van de ruwheid van Europa's ijs. Samen, de twee signalen zullen een alomvattend en duidelijk beeld van Europa opleveren. REDEN-metingen zullen wetenschappers helpen de dikte van de ijzige schil van de maan te bepalen, zoeken naar bewijs van waterpluimen, en karakteriseren van ondergrondse meren en chemische uitwisselingsprocessen. Aanvullend, gegevens van REASON zullen waardevolle informatie opleveren over mogelijke landingsplaatsen en terrein voor toekomstige missies die het oppervlak van Europa verkennen.

Impact:als onderdeel van de reeks wetenschappelijke instrumenten op de Europa-missie, MASPEX en REASON zullen wetenschappers in staat stellen meer te weten te komen over de samenstelling van de maan, inclusief of er een oceaan bestaat onder het ijzige oppervlak, en of er omstandigheden zijn die mogelijk leven kunnen herbergen. MASPEX wordt de meest gevoelige massaspectrometer die ooit in de ruimte is gevlogen. en zal de samenstelling van gassen in de atmosfeer van Europa analyseren. REASON zal kenmerkend zijn voor Europa's ijzige schelp en de oceaan die er mogelijk onder ligt. Andere instrumenten aan boord detecteren warmteafgifte, meet het magnetische veld van de maan, en verzamel de meest gedetailleerde afbeeldingen van Europa's oppervlak ooit verkregen.

Status en toekomstplannen:de NASA Europa-missie ontwikkelt MASPEX nu verder, REDEN, en de andere geselecteerde instrumenten om ervoor te zorgen dat ze begin 2020 klaar zijn voor lancering.

Sponsororganisatie:De ontwikkeling van MASPEX werd gezamenlijk gefinancierd door het Southwest Research Institute en door NASA's PSD via het ICEE-programma. PSD financierde technologieontwikkeling voor REASON via het Planetary Instrument Definition and Development Program (PIDDP) - een technologieprogramma dat bestond vóór de oprichting van de PICASSO- en MatISSE-programma's - en het ICEE-programma. Zie tabel op pagina 21 voor PSD-financieringsbronnen en PI-informatie voor de door PSD gesponsorde instrumenten die zijn geselecteerd voor infusie.