У флагманской миссии НАСА на Европу есть проблема: уязвимость к радиации⁠⁠

«Что не дает мне сейчас уснуть, так это неопределенность».

ЭРИК БЕРГЕР - 20.07.2024, 10:30
Первоисточник

Дата запуска миссии Europa Clipper по изучению загадочной луны, вращающейся вокруг Юпитера, которая наряду с космическим аппаратом Cassini к Сатурну является самой дорогостоящей и амбициозной планетологической миссией НАСА, теперь под вопросом.

Космический аппарат стоимостью 4,25 миллиарда долларов должен был стартовать в октябре на ракете Falcon Heavy из Космического центра Кеннеди во Флориде. Однако НАСА обнаружило, что транзисторы на борту космического корабля, возможно, не настолько устойчивы к радиации, как считалось.

«Проблема с транзисторами выявилась в мае, когда команде миссии сообщили, что аналогичные детали выходят из строя при более низких дозах облучения, чем ожидалось», - написало космическое агентство в сообщении в блоге в четверг днем. «В июне 2024 года было разослано отраслевое предупреждение, чтобы уведомить пользователей об этой проблеме. Производитель работает с командой миссии над поддержкой текущих усилий по радиационным испытаниям и анализу, чтобы лучше понять риск использования этих деталей на космическом корабле Europa Clipper».

Спутники, вращающиеся вокруг Юпитера, массивной планеты-газовогогиганта, существуют в одной из самых суровых радиационных сред в Солнечной системе. Первоначальные испытания НАСА показывают, что некоторые из транзисторов, которые используются в источниках энергии космического аппарата, могут выйти из строя в этих условиях. В настоящее время НАСА оценивает возможность максимального увеличения срока службы транзисторов на Юпитере и рассчитывает завершить предварительный анализ в конце июля.

Откладывать или не откладывать

В обновлении НАСА ничего не говорится о том, сможет ли космический аппарат по-прежнему осуществлять запуск в этом году в пределах трехнедельного «окна», который доставит Clipper в систему Юпитера в 2030 году.

Ars обратилась к нескольким экспертам, знакомым с миссией Clipper, чтобы оценить вероятность того, что она попадет в окно запуска в октябре, и мнения были неоднозначными. По общему мнению, вероятность того, что проблема будет решена в достаточной степени для запуска этой осенью, составляла от 40 до 60 процентов. Если инженеры НАСА не смогут быть уверены в существующей установке, транзисторы потребуется заменить.

У миссии Clipper есть возможности запуска в 2025 и 2026 годах, но это может привести к дополнительным задержкам. Это связано с необходимостью осуществления многократных гравитационных маневрах при пролете планет. Запуск в 2024 году пройдет по «МЕГА траектории», включая облет Марса в 2025 году и облет Земли в конце 2026 года — гравитационные маневры Марс-Земля. Если Clipper запустится с опозданием на год, потребуется второй облет Земли. Запуск в 2026 году вернется к «МЕГА траектории». Ars запросила у НАСА сроки запусков в 2025 и 2026 годах и обновит их, если они предоставят эту информацию.

Другим негативным результатом задержек могут стать расходы, поскольку сохранение миссии на земле еще на один год, вероятно, приведет к расходам НАСА еще на несколько сотен миллионов долларов, что пробьет брешь в его бюджете на планетологию.

Сообщение в блоге НАСА на этой неделе - не первый случай, когда космическое агентство публично упоминает эти проблемы с полевым транзистором металл-оксид-полупроводник, или MOSFET. На заседании Совета по космическим исследованиям в начале июня Джордан Эванс, руководитель проекта миссии Europa Clipper, сказал, что это его проблема № 1 перед запуском.

«Что не дает мне спать по ночам»

«Самая сложная вещь, с которой мы имеем дело прямо сейчас, - это проблема, связанная с этими транзисторами, MOSFET, которые используются в качестве переключателей на космическом корабле», - сказал он. «Пять недель назад я получил электронное письмо о том, что заказчик, не являющийся сотрудником НАСА, провел некоторые испытания этих радиационно-стойких деталей и обнаружил, что они прекращают работу раньше (согласно спецификациям) при уровнях радиации, значительно более низких, чем те, на которые мы отвечали при закупке деталей, и другие представители отрасли также».

В то время Эванс сказал, что ситуация «развивается в правильном направлении» в отношении анализа проблемы агентством. Кажется маловероятным, что НАСА опубликовало бы сообщение в блоге пять недель спустя, если бы проблема все еще неуклонно продвигалась к разрешению.

«Что не дает мне сейчас уснуть, так это неопределенность, связанная с МОП-транзисторами, и остаточный риск, который мы возьмем на себя в связи с этим», - сказал Эванс в июне. «Сложно провести тестирование с низкой мощностью дозы в те сроки, которые у нас есть до запуска. Поэтому мы собираем как можно больше данных, в том числе от таких миссий, как Juno, чтобы лучше понять, с каким допустимым риском мы можем стартовать».

Это именно те проблемы, с которыми ученые и инженеры не хотят сталкиваться в последние месяцы перед запуском такой важной миссии. Ставки невероятно высоки — представьте, что вы принимаете решение о запуске Clipper только для того, чтобы через шесть лет по прибытии к Юпитеру космический аппарат вышел из строя.

ЭРИК БЕРГЕР - старший космический редактор Ars Technica, освещающий все - от астрономии до частного космоса и шаткой политики НАСА, и автор книги «Старт»

о становлении SpaceX. Эрик, дипломированный метеоролог, живет в Хьюстоне.