Die NASA stellt die Hauptstruktur der Raumsonde Europa Clipper fertig – wird auf dem eisigen Jupiter Europa nach Leben suchen

Künstlerische Darstellung der Raumsonde Europa Clipper der NASA. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech

Jupiter’s icy moon takes a big step forward as engineers deliver a major component of the spacecraft.

Europa, Jupiter’s icy moon, almost certainly has a vast ocean beneath its icy shell. In fact, scientists believe this ocean contains more water than all of Earth’s oceans combined. The complex chemistry required for life as we know it to exist requires liquid water, making this ocean one of the key reasons astrobiologists want to study Europa.

NASA’s Europa Clipper will be equipped with science instruments needed to study Europa to see if it harbors conditions suitable for supporting life. It is expected to launch in 2024 and take several years to reach Jupiter. Once there, it will orbit the planet, during which it will soar past Europa some 45 times or so. During each flyby, it will scan the moon and then report the data back to Earth.

Now, the main body of NASA’s Europa Clipper spacecraft has just been delivered to the agency’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Southern California. Over the next two years there, engineers and technicians will finish assembling the craft by hand before testing it to make sure it can withstand the journey to Jupiter’s icy moon Europa.

NASA’s Europa Clipper spacecraft is visible in a main clean room at JPL, as engineers and technicians inspect it just after delivery in early June 2022. Credit: NASA/JPL-Caltech/Johns Hopkins APL/Ed Whitman

The spacecraft body is the mission’s workhorse. Standing 10 feet (3 meters) tall and 5 feet (1.5 meters) wide, it’s an aluminum cylinder integrated with electronics, radios, thermal loop tubing, cabling, and the propulsion system. With its solar arrays and other deployable equipment stowed for launch, Europa Clipper will be as large as an SUV; when extended, the solar arrays make the craft the size of a basketball court. It is the largest NASA spacecraft ever developed for a planetary mission.

“It’s an exciting time for the whole project team and a huge milestone,” said Jordan Evans, the mission’s project manager at JPL. “This delivery brings us one step closer to launch and the Europa Clipper science investigation.”

Dieses Video zeigt die Lieferung des Kerns der NASA-Raumsonde Europa Clipper an das Jet Propulsion Laboratory der Agentur in Südkalifornien. Der Körper des Raumfahrzeugs wurde vom Johns Hopkins Applied Physics Laboratory in Zusammenarbeit mit dem Jet Propulsion Laboratory und dem Goddard Space Flight Center der NASA entworfen und gebaut. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech

Der Europa Clipper soll im Oktober 2024 starten und fast 50 Flüge an Bord der Europa durchführen, von der Wissenschaftler überzeugt sind, dass sie einen inneren Ozean beherbergt, der doppelt so viel Wasser enthält wie die Ozeane der Erde zusammen. Der Ozean hat derzeit möglicherweise angemessene Bedingungen, um das Leben zu unterstützen. Die neun wissenschaftlichen Instrumente des Raumfahrzeugs werden Daten über Europas Atmosphäre, Oberfläche und Inneres sammeln – Informationen, die Wissenschaftler verwenden werden, um Ozeantiefe und Salzgehalt, Eiskrustendicke und potenzielle Schwaden zu messen, die Grundwasser in den Weltraum spucken könnten.

Diese Geräte sind bereits im Jet Propulsion Laboratory eingetroffen, wo seit März die als Montage-, Test- und Startbetrieb bekannte Phase begonnen hat. Ultraviolett-Spektrometer, genannt Europa-UVS, kam im März. Als nächstes kam der Thermal Emission Imager des Raumfahrzeugs, E-THEMIS, präsentiert von den Wissenschaftlern und Ingenieuren, die seine Entwicklung an der Arizona State University leiten. E-THEMIS ist eine fortschrittliche Infrarotkamera, die entwickelt wurde, um die Temperaturen Europas zu kartieren und Wissenschaftlern dabei zu helfen, Hinweise auf die geologische Aktivität des Mondes zu finden – einschließlich Gebieten, in denen sich flüssiges Wasser in der Nähe der Oberfläche befinden könnte.

Bis Ende 2022 wird erwartet, dass der größte Teil der Fluginstrumentierung und der Rest der wissenschaftlichen Instrumente fertiggestellt sein werden.

Das NASA-Raumschiff Europa Clipper wird in einem Hauptreinraum am JPL zerlegt, wo Ingenieure und Techniker es gleich nach der Lieferung Anfang Juni 2022 inspizieren. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/Johns Hopkins APL/Ed Whitman

Komplettpaket

Das Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) in Laurel, Maryland, entwarf das Europa Clipper-Objekt in Zusammenarbeit mit dem Jet Propulsion Laboratory und dem Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland. „Das Flugsystem, das APL mit einem Team aus Hunderten von Ingenieuren und Technikern entworfen, gebaut und getestet hat, war das größte physische System, das jemals von APL gebaut wurde“, sagte Tom Magner von APL, stellvertretender Projektmanager der Mission.

Die Arbeit an der Haupteinheit wird nun bei JPL fortgesetzt.

„Was bei JPL angekommen ist, ist im Wesentlichen eine Montagephase an und für sich. Unter der Leitung von APL umfasst diese Lieferung die Arbeit dieser Institution und zweier NASA-Zentren. Jetzt wird das Team das System auf eine höhere Integrationsebene bringen“, so Evans sagte.

Der Hauptkörper des NASA-Raumschiffs Europa Clipper erscheint in seinem Frachtraum, gleich nachdem er an Bord eines C-17-Frachtflugzeugs auf der March Air Reserve Base in Riverside County, Kalifornien, angekommen ist. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/Johns Hopkins APL/Ed Whitman

Die Hauptstruktur besteht eigentlich aus zwei gestapelten Aluminiumzylindern, die mit Gewindelöchern zur Befestigung an der Nutzlast des Raumfahrzeugs versehen sind: die Hochfrequenzeinheit, Strahlungsmonitore, Antriebselektronik, Wandler und Drähte. Das HF-Subsystem wird acht Antennen mit Strom versorgen, darunter eine massive 3-Meter-Hochleistungsantenne. Das Netzwerk aus elektrischen Kabeln und Anschlüssen der Struktur, das als Kabelbaum bezeichnet wird, wiegt allein 68 Kilogramm. Wenn es gedehnt wird, würde es fast 2.100 Fuß (640 Meter) laufen – doppelt so groß wie ein Fußballfeld.

Das Hochleistungs-Elektronikgewölbe, das der intensiven Strahlung des Jupiter-Systems standhalten soll, wird zusammen mit wissenschaftlichen Instrumenten in das Hauptchassis des Raumfahrzeugs integriert.

Im Hauptkörper des Raumfahrzeugs befinden sich zwei Tanks – einer enthält den Treibstoff und einer für das Oxidationsmittel – und Röhren, die ihren Inhalt zu einer Reihe von 24 Triebwerken leiten, wo sie kombiniert werden, um eine kontrollierte chemische Reaktion zu erzeugen, die Schub erzeugt.

Der Hauptkörper des NASA-Raumschiffs Europa Clipper erscheint in seinem Frachtraum, als es in das Jet Propulsion Laboratory der Agentur in Südkalifornien einfährt. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/Johns Hopkins APL/Ed Whitman

„Unsere Motoren haben zwei Zwecke“, sagte Tim Larson vom Jet Propulsion Laboratory, stellvertretender Projektmanager. „Wir verwenden es für große Manöver, auch wenn wir uns Jupiter nähern und einen großen Burnout benötigen, um in Jupiters Umlaufbahn eingefangen zu werden. Aber es ist auch für kleinere Manöver konzipiert, um die Position des Raumfahrzeugs zu steuern und den Vorbeiflug von Europa und anderen fein abzustimmen Objekte des Sonnensystems auf dem Weg.“

Diese großen und kleinen Manöver werden eine große Rolle während der sechsjährigen, 2,9 Milliarden Kilometer langen Reise in diese Meereswelt spielen, die Europa Clipper 2031 ernsthaft untersuchen wird.

Mehr zum Auftrag

Missionen wie Europa Clipper tragen zum Bereich bei Astrobiologie, interdisziplinäre Erforschung der Variablen und Bedingungen ferner Welten, die das Leben, wie wir es kennen, beherbergen könnten. Obwohl der Europa Clipper keine Mission zur Entdeckung von Leben ist, wird er eine detaillierte Untersuchung von Europa durchführen und prüfen, ob der eisige Mond mit seinem unterirdischen Ozean das Potenzial hat, Leben zu unterstützen. Das Verständnis der Bewohnbarkeit Europas wird den Wissenschaftlern helfen, besser zu verstehen, wie sich das Leben auf der Erde entwickelt hat, und die Möglichkeit, Leben außerhalb unseres Planeten zu finden.

Das vom California Institute of Technology in Pasadena, Kalifornien, betriebene Jet Propulsion Laboratory leitet die Europa Clipper-Missionsentwicklung in Partnerschaft mit APL für das Science Mission Directorate der NASA in Washington. Das Planetary Missions Program Office im Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, verwaltet das Missionsprogramm Europa Clipper.