Największa sonda kosmiczna, jaką NASA kiedykolwiek zbudowała do eksploracji planet, właśnie otrzymała własne „skrzydła” — ogromne panele słoneczne, które zasilą go w trakcie podróży do lodowego księżyca Jowisza, Europy.
Sonda kosmiczna Europa Clipper została niedawno wyposażona w zestaw ogromnych paneli słonecznych w laboratorium znajdującym się w Kennedy Space Center na Florydzie. Każdy z paneli ma około 14,2 metra długości i około 4,1 metra wysokości — są to największe panele, jakie NASA kiedykolwiek opracowała na potrzeby misji planetarnej.
Prawda jest taka, że owe panele muszą być duże, aby mogły ściągnąć jak najwięcej światła słonecznego podczas badania księżyca Jowisza, Europy, który znajduje się pięć razy dalej od Słońca niż Ziemia.
Panele zostały złożone i przymocowane do głównego korpusu sondy kosmicznej na czas startu, ale po rozłożeniu w przestrzeni kosmicznej sonda Europa Clipper będzie miał rozpiętość ponad 30,5 metrów.
„Skrzydła”, jak nazywają je inżynierowie, są tak duże, że można je otwierać tylko pojedynczo w czystym pomieszczeniu Zakładu Obsługi Ładunków Niebezpiecznych Kennedy’ego, gdzie zespoły przygotowują sondę do startu, który zaplanowano na 10 października.
W międzyczasie inżynierowie nadal wykonują testy odporności tranzystorów na promieniowanie. Długowieczność jest w tym przypadku kluczowa, ponieważ sonda będzie podróżowała ponad pięć lat, aby dotrzeć do układu Jowisza w 2030 roku. Podczas orbitowania wokół gazowego olbrzyma będzie ona wielokrotnie przelatywać obok Europy, wykorzystując zestaw instrumentów naukowych, aby dowiedzieć się, czy ocean pod jego lodową skorupą ma warunki, które mogłyby podtrzymać życie.
W otoczeniu Jowisza panele Europa Clipper będą łącznie dostarczać około 700 watów energii elektrycznej, czyli tyle, ile potrzebuje do działania mała kuchenka mikrofalowa. Akumulatory znajdujące się na pokładzie sondy będą magazynować energię do zasilania całej elektroniki, pełnej palety instrumentów naukowych, sprzętu komunikacyjnego, komputera i całego układu napędowego, który obejmuje 24 silniki.
Podczas wykonywania tych wszystkich czynności panele muszą działać w ekstremalnie niskich temperaturach. Temperatura sprzętu spadnie do –240°C w cieniu Jowisza. Aby upewnić się, że panele mogą działać w takich ekstremalnych warunkach, inżynierowie przetestowali je w specjalistycznej komorze kriogenicznej w Liège Space Center w Belgii.
Jak podkreślają inżynierowie, sama sonda kosmiczna wyposażona jest w grzejniki i aktywną pętlę termiczną, które utrzymają ją w normalnym zakresie temperatur. Jednak panele słoneczne będą wystawione na próżnię kosmiczną bez żadnych grzejników. Są całkowicie pasywne, więc niezależnie od otoczenia, będą musiały znosić ekstremalne temperatury.
Około 90 minut po starcie panele rozłożą się ze złożonej pozycji w ciągu około 40 minut. Około dwa tygodnie później sześć anten przymocowanych do paneli również rozłoży się do pełnego rozmiaru. Anteny należą do instrumentu radarowego, który będzie szukał wody wewnątrz i pod grubą skorupą lodową księżyca, i są ogromne, rozkładają się na długość 17,6 metrów, prostopadle do paneli.
„Na początku projektu naprawdę myśleliśmy, że niemal niemożliwe będzie opracowanie panelu słonecznego wystarczająco mocnego, aby utrzymać te gigantyczne anteny” — powiedział Lee. „To było trudne, ale udało nam się to rozgryźć”.