今夏初めのしばらくの間、木星の氷の衛星エウロパを調査するNASAの主力ミッションは、今年の打ち上げ予定を逃すかもしれないと思われていた。
5月、エンジニアらは、宇宙船全体に搭載されたトランジスタが放射線による損傷を受けやすいのではないかと懸念を表明した。放射線は木星を周回する探査機にとって常につきまとう脅威である。トランジスタは宇宙船の回路に組み込まれており、約200の独自のアプリケーションを担っている。その多くは、木星を周回してエウロパに何度も接近し、9つの科学機器で凍った衛星を調査するミッションの継続に不可欠である。
エウロパ・クリッパー探査機のトランジスターはすでに設置されており、検査や交換のために取り外すと、ミッションの打ち上げは来年後半まで延期されることになる。エウロパ・クリッパーは、10月10日から21日間の打ち上げ期間を経て、太陽系外への旅を開始する。
エンジニアたちは、地上で同様のトランジスタを4か月間テストした後、エウロパ・クリッパーのトランジスタは、ミッションの飛行計画や軌道を変更することなく、宇宙船が木星の周りで遭遇するであろう極端な放射線に耐えられると判断した。
「大きな課題の 1 つは、宇宙船に搭載されたトランジスタが木星の放射線環境にどう対処するかを分析することだった」と、ジェット推進研究所 (JPL) のエウロパ クリッパー プロジェクト マネージャー、ジョーダン エバンス氏は語る。「トランジスタの徹底的なテストと分析を経て、エウロパ クリッパー プロジェクトと私個人は、当初のエウロパ探査ミッションを計画どおりに完了できると確信している。」
NASAの上級職員らは月曜日、ジェット推進研究所のエウロパ・クリッパーチームの評価に同意することを決定した。
「信じられないほど良いニュースを持ってここに来られて嬉しいです」とNASAの科学ミッション部門の副管理者ニッキー・フォックス氏は語った。「私たちは皆、とても幸せです。報道されたばかりですが、エウロパ・クリッパー・ミッションは重要なマイルストーン審査を通過しました。これは、打ち上げ熱が本格的に高まる前の最後の大きな審査です。本日、その審査に間違いなく合格したことをとても嬉しく思います。」
NASA本部の承認を得て、フロリダ州ケネディ宇宙センターでエウロパ・クリッパーの打ち上げ準備を進めているチームは、今週後半に約3トン（6,600ポンド）の燃料を宇宙船に積み込み始める。これはNASAがこれまでに惑星探査のために建造した最大の探査機、エウロパ・クリッパー宇宙船の総重量の約半分にあたる。その後、NASAとスペースXの技術者が探査機を発射台のフェアリング内に収め、ファルコン・ヘビー・ロケットと接続して来月の打ち上げに備える。
「私たちの素晴らしい宇宙船と有能なチームが、打ち上げ、運用、そしてエウロパでの完全な科学ミッションの準備ができていると確信していることを嬉しく思います」と、JPLのセンター長、ローリー・レシン氏は述べた。
これは素晴らしいミッションだ
来月フロリダのスペースコーストから出発したエウロパ・クリッパーは、2025年2月に火星に到着し、重力アシストフライバイを行って木星への旅の速度を上げる予定。2026年12月に地球にフライバイし、エウロパ・クリッパーの進路を曲げて2030年4月に木星の軌道に衝突し、探査機はエンジンを点火して巨大惑星の巨大な重力場に捕らえられるよう減速する。
その後、エウロパ・クリッパーは、約4年間でエウロパを49回通過する軌道に乗り、エウロパの氷の表面に16マイル（25キロメートル）まで接近する。エウロパ・クリッパーに搭載された機器は、エウロパの氷の地殻の大部分を地図化し、エウロパの地下の液体の水の海が生命にとって居住可能な可能性がある兆候を探す。
エウロパは地球の月の約90％の大きさで、木星の放射線帯の外縁部を周回しており、その領域を通過するあらゆる宇宙船の電子機器を荷電粒子が破壊する可能性がある。
エウロパ クリッパーの最も繊細な電子機器は、アルミニウム亜鉛合金の壁で囲まれた金庫の中に設置されており、木星の放射線から部品を保護されています。宇宙船のトランジスタの多くはこの金庫の中にありますが、その他のトランジスタは宇宙船の外縁にある科学機器に組み込まれています。
トランジスタにはアニーリングと呼ばれる自己修復機能があり、強い放射線にさらされた後でも能力の多くを回復できる。エウロパ クリッパーが木星を周回する間、宇宙船は比較的穏やかな放射線環境の中を飛行し、トランジスタが自己修復する時間を与える。ミッション マネージャーがエウロパ クリッパーに対して行う唯一の変更は、疑わしいトランジスタの一部のヒーター設定を調整することである。温度が高ければ、部品はより効率的に自己修復できる。
「これらは金属酸化物電界効果トランジスタなので、電圧をかけると電子スイッチを閉じることができる電子スイッチと考えてください」とエバンス氏は語った。
「場合によっては、スイッチは基本的にずっとオンのままで、そのスイッチが 1 ワットの小さな除染ヒーターをオンにしていた場合、それはミッションにとってそれほど大きな問題ではありません」とエバンズ氏は言います。「しかし、その回路が宇宙船にセーフ モードに入る必要があることを伝えていた場合、それは少し大きな問題です。はるかに大きな問題です。そこで、私たちはそれらの回路のすべてを分析し、それらの回路が劣化したトランジスタに対してどれほど堅牢で耐性があるかを調べ、すべての回路にこの主力ミッションを自信を持って達成するのに十分な余裕があると判断しました。」