NASA’nın Europa Clipper’ı Jüpiter’deki yoğun radyasyona dayanabilecek mi?

Aralık 2020’de güncellenen bu resimde görülen NASA’nın Europa Clipper’ı, Jüpiter’in yörüngesinde eliptik bir yol izleyecek ve veri toplamak için her geçişinde uydusu Europa’ya yaklaşacak. Telif Hakkı: NASA/JPL-Caltech

NASA‘S Avrupa Clipper misyonu, bir keşif gezisine çıkmaya hazırlanırken transistör radyasyon sorunlarını çözmeye odaklanıyor… Jüpiter Avrupa’nın yaşanabilirliğini keşfetmek.

Misyon, Jüpiter’in yoğun radyasyonuna karşı daha az dayanıklı olduğu gösterilen radyasyona dayanıklı transistörlerle ilgili zorluklarla karşı karşıyadır. Çeşitli NASA merkezlerinde yürütülen testler bu sorunlara çözüm bulmayı amaçlıyor.

NASA’nın Europa Clipper misyonunun fırlatılmasına yönelik hazırlıklar devam ediyor. Uzay aracı geçtiğimiz Mayıs ayında Florida’daki Kennedy Uzay Merkezi’ne teslim edildi ve ekip, yüksek kazançlı anteni kurmayı başardı.

NASA’nın Europa Clipper misyonunda çalışan mühendisler, uzay aracındaki elektrik akışını kontrol etmeye yardımcı olan transistörler üzerinde kapsamlı testler yapmaya devam ediyor. Europa Clipper tarafından kullanılan özel versiyonlar radyasyona dayanıklıdır ve 100 ile 300 kilorad arasında dayanacak şekilde tasarlanmıştır (rad, iyonlaştırıcı radyasyonun emilen dozu için bir ölçüm birimidir).

Ancak NASA’nın Jet Propulsion Laboratuvarındaki görev ekibi (Jet Tahrik LaboratuvarıGörevi yöneten Güney Kaliforniya’daki ekip, bazı transistörlerin bazı koşullar altında çok daha düşük radyasyon seviyelerinden etkilenebileceğini öne süren test verilerini değerlendiriyor. Bu parçaların bazılarının güneş sistemindeki en yoğun radyasyon ortamı olan Jüpiter sisteminin radyasyonuna dayanamayacağından endişe ediyorlar.

Radyolojik zorluklar ve devam eden analizler

Testler aynı zamanda Laurel, Maryland’deki Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı’nda ve NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde de yürütülüyor. Uzay aracının ana gövdesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı tarafından Jet Propulsion Laboratuvarı ve NASA’nın Goddard Merkezi ile işbirliği içinde tasarlandı.

Transistörlerle ilgili sorun, Mayıs ayında görev ekibine benzer parçaların beklenenden düşük radyasyon dozlarında arızalanabileceği konusunda bilgi verildiğinde gün ışığına çıktı. Haziran 2024’te kullanıcıları bu sorunla ilgili bilgilendirmek için bir sektör uyarısı gönderildi. Üretici, bu parçaların Europa Clipper uzay aracında kullanılmasının risklerini daha iyi anlamak amacıyla devam eden radyasyon testi ve analiz çalışmalarını desteklemek için görev ekibiyle birlikte çalışıyor.

Elektroniklerin ve çözümlerin dayanıklılığı

Şu ana kadar elde edilen veriler, bazı transistörlerin, Jüpiter ve uydusu Europa yakınındaki yüksek radyasyonlu ortamda, parçaların radyasyona karşı beklendiği kadar dirençli olmaması nedeniyle muhtemelen arızalanacağını gösteriyor. Ekip, kaç transistörün arızaya açık olabileceğini ve bunların uçuş sırasında nasıl çalışacağını belirlemek için çalışıyor. NASA, Jüpiter sistemindeki transistörlerin ömrünü maksimuma çıkarmak için seçenekleri değerlendiriyor. İlk analizin Temmuz ayı sonlarında tamamlanması bekleniyor.

Radyasyonla sertleştirilmiş elektronikler, uzay aracını uzayda oluşabilecek radyasyon hasarından korumak için çeşitli endüstrilerde kullanılmaktadır. Jüpiter sistemi, yüklü parçacıkları yakalayan ve onları çok yüksek enerjilere hızlandıran, Europa’yı ve diğer iç ayları bombalayan yoğun radyasyon yaratan devasa manyetik alanı (Dünya’nınkinden yaklaşık 20.000 kat daha büyük) nedeniyle uzay aracı için özellikle zararlıdır. Europa Clipper’daki transistörleri etkileyebilecek sorun, sektörün farkında olmadığı bir olgu gibi görünüyor ve transistör çipleri için endüstri standardı radyasyonun yeterliliği konusunda yeni tanımlanan bir boşluğu temsil ediyor.

Misyon hedefleri ve gelecekteki beklentiler

Europa Clipper’ın fırlatma dönemi 10 Ekim’de başlayacak ve 2030 yılında Jüpiter’e varması planlanıyor. Burada, Ay’ın yanından birkaç kez geçen Europa’da yaşam olasılığını anlamak için bilimsel araştırmalar yapılacak.

Europa Clipper misyonunun toplam maliyetinin yaklaşık 5 milyar dolar olduğu tahmin ediliyor ve bu da onu en pahalı gezegen bilimi görevlerinden biri yapıyor. Bu bütçe, uzay aracının planlanan görev süresi boyunca geliştirilmesini, fırlatılmasını ve işletilmesini kapsamaktadır.