Será que o Europa Clipper da NASA sobreviverá à radiação intensa em Júpiter?

O Europa Clipper da NASA, retratado nesta ilustração atualizada em dezembro de 2020, orbitará Júpiter em uma trajetória elíptica, aproximando-se de sua lua Europa em cada sobrevôo para coletar dados. Direitos autorais: NASA/JPL-Caltech

NASAde Europa A missão Clipper se concentra em resolver problemas de radiação de transistores enquanto se prepara para o lançamento em uma expedição… Júpiter Explorar a habitabilidade da Europa.

A missão enfrenta desafios relacionados com os transistores resistentes à radiação, que demonstraram ser menos robustos à intensa radiação de Júpiter. Os testes realizados em vários centros da NASA visam resolver esses problemas.

Os preparativos para o lançamento da missão Europa Clipper da NASA continuam. A espaçonave foi entregue ao Centro Espacial Kennedy, na Flórida, em maio passado, e a equipe conseguiu instalar a antena de alto ganho.

Os engenheiros que trabalham na missão Europa Clipper da NASA continuam a realizar testes extensivos nos transistores que ajudam a controlar o fluxo de eletricidade a bordo da espaçonave. As versões especiais utilizadas pelo Europa Clipper são resistentes à radiação e são projetadas para suportar entre 100 e 300 quilorads (rad é uma unidade de medida da dose absorvida de radiação ionizante).

No entanto, a equipe da missão do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA (Laboratório de Propulsão a Jato) no sul da Califórnia, que gerencia a missão, está avaliando dados de testes que sugerem que alguns transistores podem ser afetados por níveis de radiação muito mais baixos sob algumas condições. Eles estão preocupados com o fato de que algumas dessas partes possam não suportar a radiação do sistema de Júpiter, o ambiente de radiação mais denso do Sistema Solar.

Desafios radiológicos e análise contínua

Os testes também estão sendo conduzidos no Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Laurel, Maryland, e no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. O corpo principal da espaçonave foi projetado pelo Laboratório de Física Aplicada em colaboração com o Laboratório de Propulsão a Jato e o Goddard Center da NASA.

O problema com os transistores veio à tona em maio, quando a equipe da missão foi informada de que peças semelhantes poderiam falhar em doses de radiação inferiores às esperadas. Em junho de 2024, um alerta da indústria foi enviado para notificar os usuários sobre esse problema. O fabricante está a trabalhar com a equipa da missão para apoiar os esforços contínuos de testes e análises de radiação para compreender melhor os riscos da utilização destas peças na nave espacial Europa Clipper.

Durabilidade de eletrônicos e soluções

Os dados obtidos até agora indicam que é provável que alguns transístores falhem no ambiente de alta radiação perto de Júpiter e da sua lua Europa porque as peças não são tão resistentes à radiação como esperado. A equipe está trabalhando para determinar quantos transistores podem estar vulneráveis ​​a falhas e como funcionarão durante o vôo. A NASA está avaliando opções para maximizar a vida dos transistores no sistema de Júpiter. A análise inicial deverá ser concluída no final de julho.

Eletrônicos resistentes à radiação são usados ​​em vários setores para proteger naves espaciais contra danos de radiação que podem ocorrer no espaço. O sistema de Júpiter é particularmente prejudicial para as naves espaciais devido ao seu enorme campo magnético – cerca de 20.000 vezes maior que o da Terra – que retém partículas carregadas e as acelera a energias muito elevadas, criando radiação intensa que bombardeia Europa e outras luas interiores. O problema que pode estar afetando os transistores no Europa Clipper parece ser um fenômeno do qual a indústria não tinha conhecimento e representa uma lacuna recentemente identificada na qualificação da radiação padrão da indústria para chips de transistores.

Objetivos da missão e perspectivas futuras

O período de lançamento do Europa Clipper começa em 10 de outubro e está programado para chegar a Júpiter em 2030, onde realizará investigações científicas para compreender a possibilidade de vida em Europa enquanto ela passa várias vezes pela Lua.

O custo total da missão Europa Clipper é estimado em cerca de 5 mil milhões de dólares, tornando-a uma das missões científicas planetárias mais caras. Este orçamento cobre o desenvolvimento, lançamento e operação da espaçonave durante a duração planejada da missão.