Europa Clipper de la NASA avanza en su construcción

Europa Clipper de la NASA, se muestra en esta ilustración que se actualizó en diciembre de 2020, orbitará Júpiter en una trayectoria elíptica, acercándose a su luna Europa en cada sobrevuelo para recopilar datos.
Crédito: NASA / JPL-Caltech.

Europa, la luna de Júpiter, puede tener el potencial de albergar vida. La nave espacial utilizará múltiples sobrevuelos de la luna para investigar la habitabilidad de este mundo oceánico.

Europa Clipper, la próxima misión insignia de la NASA al sistema solar exterior, ha superado un hito importante al completar su Revisión de diseño crítico. Durante la revisión, los expertos examinaron el diseño detallado de la nave espacial para asegurarse de que esté lista para completar la construcción. La misión ahora puede terminar la fabricación y prueba de hardware, y avanzar hacia el ensamblaje y la prueba de la nave espacial y su carga útil de sofisticados instrumentos científicos.

Con un océano global interno del doble del tamaño de los océanos de la Tierra combinados, Europa, la luna de Júpiter, tiene el potencial de condiciones adecuadas para la vida. Pero las gélidas temperaturas y los continuos golpes en la superficie de la radiación de Júpiter, lo convierten en un objetivo difícil de explorar: los ingenieros y científicos de la misión deben diseñar una nave espacial lo suficientemente resistente para sobrevivir a la radiación, pero lo suficientemente sensible para reunir los datos científicos necesarios para investigar el medio ambiente de Europa.

El orbitador Europa Clipper orbitará alrededor de Júpiter en una trayectoria elíptica, acercándose a la luna en cada sobrevuelo para realizar un reconocimiento detallado. El objetivo científico incluye una recopilación de mediciones del océano interno, el mapeo de la composición de la superficie y su geología, y la búsqueda de columnas de vapor de agua (o plumas) que puedan estar saliendo de la corteza helada.

El desarrollo de la nave espacial está progresando bien, según el intenso examen que la NASA ha completado recientemente. La Revisión de Diseño Crítico realizó una inmersión profunda en los detalles de los planes para todos los instrumentos científicos, desde cámaras hasta antenas, y subsistemas de vuelo, incluida la propulsión, la potencia, la aviónica y el ordenador de vuelo.

“Demostramos que el diseño de nuestro proyecto de sistema es sólido”, dijo el gerente de proyectos de Europa Clipper, Jan Chodas, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. “Nuestros planes para completar el desarrollo y la integración de las piezas individuales se mantienen, y el sistema en su conjunto funcionará según lo diseñado para recopilar las mediciones científicas que necesitamos para investigar la potencial habitabilidad de Europa”.

Hardware en obras
Los técnicos e ingenieros del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA trabajaron juntos el 12 de septiembre de 2019 para unir tubos térmicos a un panel construido para la nave espacial Europa Clipper de la NASA, por el Laboratorio de Física Aplicada (APL) de la Universidad Johns Hopkins. El tubo controlará la temperatura del orbitador mientras viaja.
Crédito: NASA / JPL-Caltech.

Más allá de los planes detallados, la misión ha construido prototipos y modelos de ingeniería para probar cómo funcionarán los instrumentos y los subsistemas de ingeniería. Luego está el hardware de vuelo en sí. Gran parte ya se está construyendo; Los subsistemas e instrumentos de ingeniería individuales aprobaron sus propias revisiones de diseño durante el último año y medio.

Las características más llamativas de Europa Clipper, sus elementos característicos, están tomando forma. Con casi 3 metros de diámetro, la antena de alta ganancia en forma de disco, que recibirá comandos de la Tierra y transmitirá datos científicos, se encuentra en su etapa final de ensamblaje. Y el hardware más visible de Europa Clipper, los enormes paneles solares que se desplegarán en el espacio profundo como alas, también están en construcción. La nave espacial, con sus matrices completamente desplegadas, es más ancha que una cancha de baloncesto y mide 30,5 metros. El conjunto cubrirá más de 90 metros cuadrados.

Se conectarán al módulo de propulsión que está construyendo el Laboratorio de Física Aplicada (APL) de Johns Hopkins en Laurel, Maryland. El núcleo del módulo de propulsión consta de dos cilindros apilados que juntos miden casi 3 metros de altura y contienen los tanques de propulsión y 16 motores de cohetes que impulsarán a Europa Clipper una vez que abandone la atmósfera terrestre.

Técnicos del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, verificando el ajuste de los cilindros del núcleo del módulo de propulsión de la nave espacial Europa Clipper de la NASA el 15 de octubre de 2020. Los cilindros apilados contienen los tanques de propulsión y los motores de cohetes que impulsarán a Europa Clipper una vez que abandone la atmósfera terrestre.
Crédito: NASA / Barbara Lambert.

Los gigantes cilindros denotan el esfuerzo cooperativo necesario para montar una nave espacial como esta. Fueron construidos por APL y enviados a JPL para la instalación de la tubería del Sistema de Redistribución de Calor, parte de un sistema que mantendrá la nave espacial controlada térmicamente. Luego, los cilindros fueron enviados al Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, para la instalación del subsistema de propulsión. Hay 400 conexiones soldadas, cada una de ellas radiografiadas para el control de calidad, que es clave para instalar con éxito el subsistema de propulsión.

APL también está construyendo el módulo de telecomunicaciones para permitir las comunicaciones por radio con la Tierra y un monitor de radiación para medir el tamaño de la explosión de electrones que golpee a la nave espacial durante sus más de 40 sobrevuelos a Europa.

En JPL, se están construyendo varios elementos del sistema de vuelo, incluida la bóveda que protegerá el hardware electrónico, de la intensa radiación de Júpiter. JPL también está construyendo y probando el subsistema de aviónica, que incluye el ordenador de vuelo, el hardware de conmutación y distribución de energía, el software de vuelo necesario para realizar la misión científica y las herramientas del sistema terrestre necesarias para volar la misión. También se está construyendo un equipo de apoyo en tierra que se utilizará para ensamblar y probar las grandes piezas de hardware de vuelo de Europa Clipper.

“Es un momento muy emocionante para el equipo, al ver que los frutos de su trabajo orbitarán a Júpiter en unos años”, dijo el subdirector de proyectos de Europa Clipper, Jordan Evans, de JPL. “Incluso encarando al COVID-19, el equipo está marchando a todo gas. Utilizando protocolos de seguridad en el trabajo, realizan las acciones necesarias en el hardware, mientras el resto del equipo hace su trabajo en casa “.

Una suite sofisticada

A medida que avanza este trabajo, los líderes del proyecto continúan planificando los objetivos científicos de la misión. Los instrumentos científicos de la nave espacial medirán la profundidad de la corteza de hielo, medirán la profundidad del océano interno, el grosor y la salinidad, capturarán imágenes en color de la geología de la superficie en detalle y analizarán las posibles plumas.

Los científicos están especialmente interesados ​​en qué constituye la superficie de la luna de Júpiter. Los datos sugieren que el material expuesto allí se ha mezclado a través de la corteza helada y quizás proviene del océano interior. Europa Clipper también investigará el campo de gravedad de la luna, lo que aportará más datos a los científicos sobre cómo la luna se deforma cuando la fuerza gravitacional de Júpiter tira de ella y cómo esa acción podría potencialmente calentar el océano interno.

“Estamos haciendo un trabajo que dentro de una década cambiará la forma en que pensamos sobre la diversidad de mundos en el sistema solar exterior, y sobre dónde podría existir la vida en este momento, no en el pasado distante”, dijo El científico del Proyecto de Europa Clipper, Robert Pappalardo, de JPL.

Pero cuantos más instrumentos lleva una nave espacial, más interactúan y potencialmente afectan al funcionamiento de los demás. Con ese fin, señaló Pappalardo, “Actualmente nos estamos asegurando de que todos los instrumentos puedan funcionar al mismo tiempo sin interferencias electromagnéticas”.

El conjunto completo de instrumentos se someterá a pruebas exhaustivas después de su llegada al JPL en 2021. El inicio de 2022 marcará el comienzo de las operaciones de montaje, prueba y lanzamiento. Ha comenzado la cuenta atrás.

“Falta menos de un año para que todos los ensamblajes de hardware tengan que aparecer en un solo lugar”, dijo Chodas. “Reuniremos todas estas piezas para comenzar a construir el sistema de vuelo completo, luego probaremos la nave espacial totalmente integrada y la prepararemos para su lanzamiento”.

El equipo está al día para tener Europa Clipper lista para su lanzamiento en 2024.

Más sobre la misión

Misiones como Europa Clipper ayudan a contribuir al campo de la astrobiología, la investigación interdisciplinaria sobre las variables y condiciones de mundos distantes que podrían albergar la vida tal como la conocemos. Si bien Europa Clipper no es una misión de detección de vida, realizará un reconocimiento detallado de Europa e investigará si la luna helada, con su océano subterráneo, tiene la capacidad de albergar vida. Comprender la habitabilidad de Europa ayudará a los científicos a comprender mejor cómo se desarrolló la vida en la Tierra y supondrá una herramienta para encontrar vida más allá de nuestro planeta.

Administrado por Caltech en Pasadena, California, JPL lidera el desarrollo de la misión Europa Clipper en asociación con APL para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. La Oficina del Programa de Misiones Planetarias en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, ejecuta la gestión del programa de la misión Europa Clipper.