Bekijk de complexe choreografie die betrokken is bij het bouwen van NASA's Europa Clipper van dichterbij terwijl de missie om Jupiters maan Europa te verkennen de lanceringsdatum van 2024 nadert.

De hardware waaruit NASA's Europa Clipper-ruimtevaartuig bestaat, krijgt snel vorm, terwijl technische componenten en instrumenten worden voorbereid voor levering aan de belangrijkste cleanroom van het Jet Propulsion Laboratory van het bureau in Zuid-Californië. In werkplaatsen en laboratoria in het hele land en in Europa, teams maken de complexe stukken waaruit het geheel bestaat, terwijl missieleiders de uitgebreide choreografie van het bouwen van een vlaggenschipmissie leiden.

De enorme 10 voet hoge (3 meter hoge) voortstuwingsmodule is onlangs verhuisd van NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, aan het Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) in Laurel, Maryland, waar ingenieurs elektronica zullen installeren, radio's, antennes, en bekabeling. De dikke aluminium kluis van het ruimtevaartuig, die Europa Clipper's elektronica zal beschermen tegen de intense straling van Jupiter, nadert zijn voltooiing bij JPL. Het bouwen en testen van de wetenschappelijke instrumenten bij universiteiten en partnerinstellingen in het hele land gaan ook door.

De missie maakt zich ook op voor de System Integration Review eind 2021, wanneer NASA de plannen voor het assembleren en testen van Europa Clipper zal herzien, en zijn instrumenten worden in detail geïnspecteerd.

"Het is echt opwindend om te zien hoe de vluchthardware dit jaar vooruitgaat, aangezien de verschillende elementen beetje bij beetje worden samengevoegd en getest, " zei Europa Clipper Project Manager Jan Chodas van JPL. "Het projectteam is energiek en meer dan ooit gefocust op het leveren van een ruimtevaartuig met een voortreffelijke instrumentensuite die belooft een revolutie teweeg te brengen in onze kennis van Europa."

Jupiters ijzige maan Europa, die een interne oceaan herbergt met tweemaal de hoeveelheid water in de oceanen van de aarde samen, kan momenteel omstandigheden hebben die geschikt zijn om in leven te blijven. Europa Clipper zal een breed scala aan wetenschappelijke instrumenten in een baan rond Jupiter brengen en meerdere dicht langs Europa vliegen om gegevens over zijn atmosfeer te verzamelen, oppervlakte, en interieur.

Hardware in de maak

De levering van de torenhoge voortstuwingsmodule van Goddard aan APL betekende een mijlpaal voor dat belangrijke stuk hardware. APL bouwde de tweecilinders waaruit de module bestaat en verscheepte ze naar JPL, waar technici thermische buizen hebben toegevoegd die koelvloeistof zullen vervoeren om te voorkomen dat het ruimtevaartuig te warm of te koud wordt in de diepe ruimte. Vanaf daar, de cilinders gingen naar Goddard, waar drijfgastanks aan de binnenkant waren geïnstalleerd en 16 raketmotoren aan de buitenkant.

Een ander groot stuk hardware dat zijn voltooiing nadert, is de radiator van het ruimtevaartuig, die is aangesloten op de thermische buis. De breedte en lengte van een tweepersoonsbed, Het 3 inch dikke (7,5 centimeter dikke) paneel van de radiator heeft de cruciale taak om warmte de ruimte in te stralen om het ruimtevaartuig binnen het bedrijfstemperatuurbereik te houden. Het is bedekt met lamellen die automatisch openen en sluiten als het ruimtevaartuig meer of minder warmte verspreidt om de temperatuur te regelen.

In de tussentijd, werk bij APL begint de voortstuwingsmodule en de telecommunicatiehardware (elektronica, radio's, antennes, en bekabeling). En de bouw van een high-gain antenne - een schotel van bijna 3 meter breed - is aan de gang bij leverancier Applied Aerospace Structures Corporation in Stockton, Californië. Het wordt dit jaar geleverd aan APL, waar het zal worden geïntegreerd voordat de hele module een laatste keer terugkomt naar JPL. Tegen het voorjaar van 2022, het enorme element voegt zich bij andere Europa Clipper-hardware die naar JPL's belangrijkste hoge compartiment wordt gestreamd voor montage, toets, en lanceringsoperaties (ATLO).

Een van de eerste elementen voor ATLO is de kluis van het ruimtevaartuig, gaat nu de laatste fase van fabricage in bij JPL. Eventueel, de kluis wordt aan de bovenkant van de voortstuwingsmodule vastgeschroefd en met kilometers bekabeling vastgemaakt, zodat de voedingskast en de computer erin kunnen communiceren met de andere subsystemen.

Aan de kluis wordt een dek bevestigd, ook de montage bij JPL afronden, die veel van de instrumentsensoren zal ondersteunen. Het nadirdek genoemd, het stabiliseert de sensoren van het ruimtevaartuig en helpt ervoor te zorgen dat ze correct zijn georiënteerd.

Wetenschapsinstrumenten bijna voltooid

Op hetzelfde moment dat het ruimtevaartuig, elektronica, en technische subsystemen komen samen, negen wetenschappelijke instrumenten worden geassembleerd en getest in een netwerk van cleanrooms in NASA-centra, partnerinstellingen, en leveranciers uit de particuliere sector. De reeks instrumenten zal alles onderzoeken, van de diepte van de interne oceaan en het zoutgehalte ervan tot de dikte van de ijskorst en potentiële pluimen die ondergronds water de ruimte in kunnen blazen.

Gepland om te worden geleverd aan ATLO van eind 2021 tot medio 2022, de instrumenten, waaronder camera's om oppervlaktegeologie in detail vast te leggen, worden uitgebreid getest. Ingenieurs willen er zeker van zijn dat de instrumenten correct kunnen communiceren met de vluchtcomputer, ruimtevaartuigsoftware, en het machtssubsysteem, om te kunnen reageren op commando's en gegevens terug naar de aarde te sturen.

Missieleiders erkennen dat COVID-19-uitdagingen de project- en instrumentteams hebben opgerekt omdat ze manieren vinden om deadlines te halen wanneer onderdelen vertraging oplopen of personeel kort is. Ingenieurs, technici, en wetenschappers blijven doorzetten.

"Wat we hebben gezien, zelfs midden in de pandemie, is dat de engineering- en instrumentteams erg goed reageren. De pandemie heeft het missieschema beïnvloed, maar de teams gaan de uitdagingen aan, open communiceren, en met een enorme flexibiliteit om de hardware op schema te houden voor onze lancering in oktober 2024, " zei Jordan Evans, plaatsvervangend projectmanager van Europa Clipper. "We zien het dag in dag uit, door het hele team, en het is fantastisch."

Missies zoals Europa Clipper dragen bij op het gebied van astrobiologie, het interdisciplinaire onderzoek naar de variabelen en omstandigheden van verre werelden die het leven zoals wij dat kennen zouden kunnen herbergen. Hoewel Europa Clipper geen levensdetectiemissie is, het zal gedetailleerde verkenningen van Europa uitvoeren en onderzoeken of de ijzige maan, met zijn ondergrondse oceaan, heeft het vermogen om het leven te ondersteunen. Inzicht in de bewoonbaarheid van Europa zal wetenschappers helpen beter te begrijpen hoe het leven zich op aarde heeft ontwikkeld en het potentieel om leven buiten onze planeet te vinden.