U smislu šansi za postojanje života, Evropa je posle Marsa najinteresantnije mesto u solarnom sistemu. Nažalost, danas ne postoji nijedna odobrena misija koja bi ga proučila do sledeće decenije (da, do sledeće, jer u ovoj niko nije spreman). Na sreću, čekajući neka bolja vremena, NASA ipak nastavlja sa razvojem „Europe Clippera“, lepog predloga za proučavanje ovog Jupiterovog meseca.
Još pred kraj prošle godine pisao sam da dolaze teška vremena za istraživače kosmosa. Naročito ljubitelje spoljnjih regiona Sunčevog sistema. NASA je nedavno definitivno otkazala misiju JEO[1] („Jupiter–Europa Orbiter“), koja je trebala da bude sledeća velika misija – ili kako ih u Nasi zovu Flagship Mission – upravljena ka Jupiterovom sistemu. Prioriteti JEO su trebali da budu ulazak u orbitu Evrope i (konačno) utvrđivanje postojanja okeana tečne vode ispod površinske ledene kore, uz definisanje njegovih karakteristika.
Iako ESA polako razvija svoju misiju JUICE, koja takođe treba da u sledećoj deceniji istraži Evropu, ipak glavni cilj ove misije će biti druga dva Galilejeva meseca, Kalisto i Ganimed. Međutim, međunarodna naučna zajednica i dalje smatra da je Evropa, zajedno sa Marsom, najinteresantniji svet u solarnom sistemu po pitanju nastanjivosti. Zapravo, interesantnija je od Marsa ako se govori o trenutnim uslovima za život. Zato ne čudi da je naučna javnost predlagala brojne jeftinije i prostije sonde za proučavanje Evrope u narednoj dekadi. U principu, te sonde su generalno bile poznate pod nazivom EHM (Europa Habitability Mission[2]), ali su one prošle godine redefinisane, svedene na jednu, koja se sada naziva „Europe Clipper[3]“.
„Europa Clipper“ – poslednja šansa da se detaljno istraži Evropa u narednoj deceniji. Ova sonda će biti znatno manja od JEO. Vidimo prvobitni predlog konfiguracije.
Za sada, naučnici misle da presek Jupiterove Evrope izgleda otprilike ovako.
Tokom idejnog planirnja buduće misije, Nasini stručnjaci su veliku pažnju posvetili planiranju energetskih potreba „Clippera“. Zato su razmatrane verzije i sa velikim solarniim panelima i sa Stirlingovim termoelektričnim generatorima (ASRGs). Sonda neće biti lansirana pre 2020. a u tu svrhu biće upotrebljena raketa „Atlas V 551“[4], pokretana slavnim ruskim motorima РД-180. Za put do cilja, biće korišćena tzv. VEEGA trajektorija (prelet pored Venere i dvaput pored Zemlje pre dolaska do Jupitera). Put bi trajao 5,8 godina, ali ako do tada bude dovršena Nasina raketa SLS, put bi bio sveden na samo 2,8 godina.
Cena je prava „sitnica“ – oko \(2,1 milijarde (ili ispod 2, ako bi bili korišćeni sol–paneli). To je mnogo ali ipak mnogo manje nego JEO, koji je u vreme stopiranja koštala oko \)4 milijarde!
Jedna od verzija sonde „Europa Clipper“ sa solarnim pogonom. Zbog udaljenosti cilja od Sunca, paneli su površine od 75 m2.
Iz svega navedenog vidimo da se za sada radi o projektu na papiru. Do realizacije će još mnogo vode proteći Dunavom, ali ipak povremeno procure neke vesti. Najnovije je da je stručni tim „Europe Clippera“ odbacio upotrebu radioizotopskih generatora Sterlingovog tipa (ASRG)na sondi. ASRG su mnogo efikasniji u proizvodnji električne energije od konvencionalnih RTG[5] nuklearnih generatora. Odn., što što mu dođe na isto, moguće je proizvesti više električne energije sa manje (deficitarnog) plutonijuma (približno 75% manje). To je vrlo bitno, jer plutonijum nije nešto čega NASA ima u izobilju[6]. Problem sa ASRG je u tome što nije planiran ni za jednu veliku misiju, tako da razvoj takvih sistema – koji nikada nisu korišćeni u svemirskim sondama – nije prioritetan za Nasu. Zato su agenciji kao jedina alternativa ostali RTG (ili tačnije, MMRTG, Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator) ili solarni paneli.
Novija verzija „Europa Clippera“ sa solarnim panelima (NASA).
Solarni paneli bi trebali da budu znatno jeftiniji od RTG[7], ali zato zahtevaju druga ograničenja tokom razvoja misije (pomračenja, orijentaciju sonde, nivo zračenja, itd.). Treba iskreno reći da se od početka planiranja misije mislilo na panele. Naravno da „Europa Clipper“ nije prva misija koja bi na Jupiterovoj orbiti koristila solarne panele, ali je prva tako složena. Sonda „Juno“ će postati prva letilica napajana solarnom energijom koja će dospeti do džinovskog Jupitera (2016), ali tehnički gledano ona ima daleko prostije zadatke.
Prema trenutnom Nasinom planu misije, „Europa Clipper“ bi trebalo da proučava Jupiterov sistem tri ipo godine, izvevši za to vreme 45 letova iznad Evrope na maloj visini (13 više nego što je početno planirano). Podsećam da će se sonda okretati oko Evrope, za razliku od originalnog predloga JEO („Jupiter Europa Orbiter“), upravo da bi se uštedelo na troškovima. Takođe, pošto neće morati neprestano da bude u Jupiterovoj blizini značajno će smanjiti zahteve za zaštitu broda od zračenja.
Nivoi zračenja u orbiti oko Evrope (NASA).
Konstrukcija letilice je u poslednjem periodu prošla kroz izvesne promene i sada je izduženija i manje zdepasta. Elektronske komponente nisu više zaštićene od radijacije rezervoarima za gorivo, već je predviđen dodatni oklop. Međutim, pojednostavljenje konstrukcije podrazumeva redukciju ukupne težine letilice.
Dizajn novog „Europe Clippera“ u poređenju sa prvobitnim (levo) (NASA).
Delovi sonde (NASA).
Već sam napomenuo da će primarni cilj misije biti detektovanje eventualnog okeana ispod zaleđene kore meseca i utvrđivanje makar nekih njegovih karakteristika. Sonda će nositi kameru visoke rezolucije, infracrveni spektrometar kratkih talasa (SWIRS), infracrvenu kameru, magnetometar i Langmuirovu sondu, eksperiment za utvrđivanje Evropine unutrašnjosti (Gravity Science Experiment), maseni spektrometar i radar IPR (Ice Penetrating Radar). Radar će biti ključan za direktno određivanje debljine Evropine kore, dok će magnetometar i Langmuirova sonda indirektno tražiti prisustvo soli u hipotetičkom okeanu. Gravitacioni eksperiment će poslužiti za postavku teoretskog modela unutrašnjosti satelita, dok će infracrveni spektrometar identifikovati površinske soli i utvrditi da li su u ikakvoj vezi sa okeanom. Sa svoje strane, maseni spektrometar će pokušati da prouči egzosferu meseca.
Osnovni naučni instrumenti (belo) i osnovni istraživački instrumenti (žuto).
Planovi za prelet isonde znad Evrope.
Naučni ciljevi svakog naučnog uređaja (NASA).
Da li je ledena kora Evrope tanka ili debela? Neki modeli kažu da je kora debela samo 200 m, a neki par kilometara.
Ako misija bude na kraju ipak odobrena, „Europa Clipper“ će poleteti 21. novembra 2021. godine raketom „Atlas V 551“. Nažalost, sonda neće moći da krene direktno ka Jupiteru, već će morati da proleti jednom kraj Venere i dvaput kraj Zemlje (VEEGA trajektorija[8] – Venus-Earth-Earth Gravity Assist) radi povećavanja brzine bega. Brod će stići do Jupitera 4. aprila 2028, gde će se na zadacima pridružiti evropskoj sondi JUICE. Naravno, ako lansiranje bude obavljeno teškom raketom SLS umesto malog „Atlasa“, lansiranje bi bilo 2022. a put bi mogao da bude skraćen za bezmalo 3 godine. Ali ne treba mnogo računati na ovu opciju. Verovatno će cena samo jedne SLS iznositi koliko i čitava misija na Evropu, tako da tu ne vidim neku računicu.
Putanja buduće misije (NASA).
Dve moguće putanje sa dve moguće lansirne rakete (NASA).
„Europa Clipper“ će koštati oko \(2,1 milijardu (bez rakete). Značajna cifra, nema sumnje, ali je ispod vrednosti „Curiosityja“ (\)2,5 milijarde) ili „Cassinija“ (\(3,5 milijardi). Ako neka sonda zalužuje da dobije odobrenje što pre, to je „Europa Clipper“. Evropa to zaslužuje. Ne znam za vas, ali ja ne želim da umrem a da ne saznam šta se krije ispod misteriozne ledene kore.
Poslednja šansa da se daleka Evropa ispita iz blizine. Evropa je šesti satelit po veličini u našem sistemu – malo manji od našeg Meseca.
1. To je deo velikog ESA/NASA programa „Europa Jupiter System Mission – Laplace” (EJSM/Laplace) za istraživanje Evrope i Ganimeda, koji je trebalo da krene 2020. godine. Čitava misija je trebala da košta skoro \)6 milijardi, a u njoj su trebali da učestvuju i Rusi i Japanci.
2. Amerikanci su 2012. proveli čitavu godinu dana u klasifikovanju misija koje neće biti skuplje od \(3,5 milijarde. U finale su ušle tri misije: orbiter oko Evrope („Europe Habitability Orbiter Mission“), lender („Europa Lander Mission“), i sonda za više proletanja („Europe Multiple Fly-by Mission“).
[3] Kliperi su bili veliki jedrenjaci iz XIX veka, koji su premrežavali čitav svet, tj. okeane sveta.
4. To je najjača konfigurcija u porodici „Atlas V“, sa 5 bustera na čvrsto gorivo i tovarnim prostorom prečnika 5,4 m. Raketa ima 2 stepena, a gornji stepen „Centaur“ može da se uključuje više puta i odnese korisni teret u različite orbite. Ono „551“ označava da raketa ima teretni vrh prečnika 5,4 m, da ima 5 bustera, i jedan motor RL–10A u dodatnom stepenu „Centaur“. Raketa je visoka 62,2 m i teška 587 t. Njome su lansirani „New Horizons“ i „Juno“.
5. RTG (Radioisotope Thermoelectric Generator) različitih tipova do sada su koristile misije: Viking, Pioneer, Voyager, Galileo, Transit 5BN1/2, Ulysses, Nimbus-3, Cassini, New Horizons i Mars Science Laboratory.
6. Ovo je fenomenalna tema i o njoj sam već pisao u par navrata. Koga to interesuje neka pogleda npr. „Plutonijumski smešak Nasi“ a pogotovu „Američka borba“, gde sam još pre 4 godine ukazao na hronični nedostatak niklearnog goriva za buduće Nasine misije u kosmosu.
7. Prema navodu iz moje knjige „Velika Otkrića i Promalasci“, na razvoj i izgradnju RTG generatora za misiju „Voyagera“ Američko ministarstvo za energetiku (DOE) je pre 35 godina potrošilo \)17,735 miliona. Do sada su proizvedena 44 ovakva nuklearna genertora, koji su ugrađeni u 24 letilice.
8. Ovu vrstu gravitacionog ubrzanja već je 1989. uspešno isprobala sonda „Galileo“. Sonda je bila ispaljena ka Veneri a to je izazvalo nenadane probleme jer je sonda na taj način prilazila Suncu bliže nego što su projektanti sonde to planirali. Zato su morali da pojačaju termičku žaštitu, a trebalo je dodati i jednu poluusmerenu antenu zbog neophodnih navigacionih analiza. Tom priliko, „Galileo“ je proleteo na 16.100 km od Venere o samo 960 km iznad Zemlje.
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
