Зонд для поиска жизни на Европе впервые «открыл глаза» за два года до старта

Проблема с тестированием узлов космического аппарата на Земле — не только в сложностях с имитацией их рабочих условий во время миссии. Дело в том, что местные факторы едва ли не опаснее для точной аппаратуры, чем всякие ужасы межпланетного пространства вроде галактических лучей и микрометеоритов. Земные микробы и пыль могут попасть на оборудование и создадут риск его выхода из строя раньше гарантированного срока работы. А живительный кислород в атмосфере имеет подлое свойство окислять все материалы подряд, что для прецизионных деталей легко оборачивается нарушением допусков из-за изменения свойств поверхностей.

В общем, чтобы испытать свое детище в «боевых» условиях до старта, сотрудники Университета штата Аризона (ASU) сначала несколько месяцев разрабатывали передвижную чистую комнату-лабораторию. Когда тестовый стенд был готов, в него поместили инфракрасную камеру E-THEMIS (Europa Thermal Emission Imaging System) и подняли на крышу одного из зданий кампуса ASU в городе Темпе. Оттуда открывается отличный вид, так что можно проверить работу научного прибора, запечатлев высокодетализированный урбанистический пейзаж.

На примере панорамы центра города инженеры убедились, что камера обеспечивает требуемую детализацию снимков и обладает необходимой разрешающей способностью в разных температурных диапазонах. Однако это еще не означает, что инструмент готов. Далее E-THEMIS необходимо откалибровать, поскольку ему предстоит делать снимки объектов, разогретых не до 25 градусов Цельсия (в Аризоне теплая зима), а гораздо холоднее.

Целевые показатели точности измерения температуры E-THEMIS — погрешность не более 2,2 градуса в диапазоне инфракрасного излучения 14-28 микрометров (среднее значение примерно соответствует 130 кельвинам). В других частях спектра, к которому чувствительна камера, погрешности должны быть еще меньше: два градуса для 7-14 микрометров (220 кельвинов) и один градус для 28-70 микрометров (90 кельвинов и ниже). Максимальная теоретическая разрешающая способность снимков должна достигнуть 5х22 метра на пиксель с расстояния в 25 километров. Фактическая детализация будет зависеть от используемого в момент съемки диапазона ИК-спектра и высоты пролета зонда над поверхностью Европы.

Цель миссии Europa Clipper — определить, насколько пригоден для существования жизни спутник Юпитера Европа. После запланированного на 2024 год запуска зонд начнет путешествие к газовому гиганту, которое закончится в 2030-м. Аппарат не будет выходить на орбиту вокруг своего основного объекта исследований: это слишком опасно, поскольку Европа находится в радиационном поясе Юпитера. Автоматическая межпланетная станция с большим трудом сможет просуществовать в таких условиях больше шести месяцев (непосредственная научная миссия, по плану, должна продлиться три с половиной года).

Вместо этого изучать ледяной планетоподобный объект Europa Clipper будет пролетами на разном расстоянии от его поверхности. Самый близкий — всего 25 километров над поверхностью, зонд сможет даже уловить замерзшие капли воды, выбрасываемой через трещины во льду. Это позволит получить данные о составе океана на Европе без необходимости спускать на нее посадочный аппарат с буром в арсенале. Большая же часть пролетов пройдет на высоте порядка двух с половиной тысяч километров, сам аппарат будет оставаться на орбите вокруг Юпитера.