Préparation des réservoirs de propulsion de l'Europa Clipper. Crédit :NASA/GSFC Denny
Examinez de plus près la chorégraphie complexe impliquée dans la construction de l'Europa Clipper de la NASA alors que la mission d'exploration de la lune de Jupiter, Europa, approche de sa date de lancement en 2024.
Le matériel qui compose le vaisseau spatial Europa Clipper de la NASA prend rapidement forme, alors que les composants et instruments d'ingénierie sont préparés pour être livrés à la salle blanche principale du Jet Propulsion Laboratory de l'agence en Californie du Sud. Dans des ateliers et des laboratoires à travers le pays et en Europe, les équipes élaborent les pièces complexes qui composent l'ensemble tandis que les chefs de mission dirigent la chorégraphie élaborée de la construction d'une mission phare.
L'énorme module de propulsion de 3 mètres de haut a récemment déménagé du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, au Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) à Laurel, Maryland, où les ingénieurs installeront l'électronique, radios, antennes, et le câblage. L'épaisse voûte en aluminium du vaisseau spatial, qui protégera l'électronique d'Europa Clipper du rayonnement intense de Jupiter, est en voie d'achèvement au JPL. La construction et la mise à l'essai des instruments scientifiques dans les universités et les établissements partenaires à travers le pays se poursuivent également.
La mission se prépare également pour son examen de l'intégration du système fin 2021, quand la NASA examinera les plans d'assemblage et de test d'Europa Clipper, et ses instruments sont inspectés en détail.
"C'est vraiment excitant de voir la progression du matériel de vol avancer cette année alors que les différents éléments sont assemblés petit à petit et testés, ", a déclaré Jan Chodas, chef de projet d'Europa Clipper du JPL. "L'équipe du projet est dynamique et plus concentrée que jamais sur la livraison d'un vaisseau spatial avec une suite d'instruments exquise qui promet de révolutionner notre connaissance d'Europe."
Europe, la lune glacée de Jupiter, qui abrite un océan interne avec deux fois la quantité d'eau dans les océans de la Terre combinés, peuvent actuellement avoir des conditions appropriées pour soutenir la vie. Europa Clipper transportera une large gamme d'instruments scientifiques en orbite autour de Jupiter et effectuera plusieurs survols rapprochés d'Europe pour recueillir des données sur son atmosphère, surface, et intérieur.
Des ingénieurs et des techniciens dans une salle blanche du Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud se tiennent entre la voûte en aluminium à paroi épaisse et son double (à l'arrière) qu'ils ont aidé à construire pour le vaisseau spatial Europa Clipper de l'agence. Alors qu'Europa Clipper orbite autour de Jupiter, effectuer des survols de sa lune Europa pour recueillir des données scientifiques, la voûte protégera l'électronique du vaisseau spatial du rayonnement intense de Jupiter. Crédit :NASA/JPL-Caltech
Matériel en chantier
La livraison de l'imposant module de propulsion de Goddard à APL a marqué une étape importante pour cette pièce majeure du matériel. APL a construit les bicylindres qui composent le module et les a expédiés à JPL, où les techniciens ont ajouté des tubes thermiques qui transporteront du liquide de refroidissement pour empêcher le vaisseau spatial de devenir trop chaud ou trop froid dans l'espace lointain. De là, les cylindres sont allés à Goddard, où des réservoirs de propergol étaient installés à l'intérieur et 16 moteurs-fusées étaient fixés à l'extérieur.
Un autre gros morceau de matériel en voie d'achèvement est le radiateur du vaisseau spatial, qui se connecte au tube thermique. La largeur et la longueur d'un lit simple, le panneau de 3 pouces d'épaisseur (7,5 centimètres d'épaisseur) du radiateur a la tâche cruciale de diffuser de la chaleur dans l'espace pour maintenir le vaisseau spatial dans sa plage de température de fonctionnement. Il est recouvert de persiennes qui s'ouvrent et se ferment automatiquement au fur et à mesure que le vaisseau spatial disperse plus ou moins de chaleur pour réguler sa température.
Pendant ce temps, Début des travaux chez APL pour intégrer le module de propulsion et le matériel de télécommunications (électronique, radios, antennes, et câblage). Et la construction d'une antenne à gain élevé - une parabole de près de 3 mètres de large - est en cours chez le fournisseur Applied Aerospace Structures Corporation à Stockton, Californie. Il sera livré à l'APL cette année, où il sera intégré avant que le module entier ne revienne une dernière fois au JPL. Au printemps 2022, l'énorme élément rejoindra d'autres matériels Europa Clipper en streaming dans la grande baie principale de JPL pour l'assemblage, test, et les opérations de lancement (ATLO).
L'un des premiers éléments en place pour ATLO sera la voûte du vaisseau spatial, entrant maintenant dans sa dernière étape de fabrication au JPL. Finalement, la voûte sera boulonnée au sommet du module de propulsion et fixée avec des kilomètres de câblage afin que le boîtier d'alimentation et l'ordinateur à l'intérieur puissent communiquer avec les autres sous-systèmes.
Attaché à la voûte sera un pont, terminer également l'assemblage au JPL, qui prendra en charge de nombreux capteurs d'instruments. Appelé le pont nadir, il stabilise les capteurs du vaisseau spatial et aide à s'assurer qu'ils sont correctement orientés.
Europa Clipper de la NASA. Crédit :Jet Propulsion Laboratory
Instruments scientifiques en voie d'achèvement
En même temps que le corps du vaisseau spatial, électronique, et les sous-systèmes d'ingénierie se rejoignent, neuf instruments scientifiques sont assemblés et testés dans un réseau de salles blanches dans les centres de la NASA, établissements partenaires, et les fournisseurs de l'industrie privée. La suite d'instruments étudiera tout, de la profondeur de l'océan interne et de sa salinité à l'épaisseur de la croûte de glace et aux panaches potentiels qui pourraient évacuer les eaux souterraines dans l'espace.
Prévu pour être livré à ATLO de fin 2021 à mi-2022, les instruments, qui incluent des caméras pour capturer la géologie de surface en détail, font l'objet de tests approfondis. Les ingénieurs veulent être sûrs que les instruments peuvent communiquer correctement avec l'ordinateur de vol, logiciel de vaisseau spatial, et le sous-système d'alimentation, pour pouvoir répondre aux commandes et transmettre des données à la Terre.
Les chefs de mission reconnaissent que les défis de COVID-19 ont mis à rude épreuve les équipes de projet et d'instruments alors qu'elles trouvent des moyens de respecter les délais lorsque les pièces sont retardées ou que le personnel manque. Ingénieurs, techniciens, et les scientifiques continuent d'avancer.
"Ce que nous avons vu, même en pleine pandémie, est que les équipes d'ingénierie et d'instruments réagissent très bien. La pandémie a affecté le calendrier des missions, mais les équipes relèvent les défis, communiquer ouvertement, et faisant preuve d'une grande flexibilité pour garder le matériel sur la bonne voie pour notre lancement en octobre 2024, " a déclaré Jordan Evans, chef de projet adjoint d'Europa Clipper. " Nous le voyons jour après jour, dans toute l'équipe, et c'est fantastique."
Des missions telles qu'Europa Clipper contribuent au domaine de l'astrobiologie, la recherche interdisciplinaire sur les variables et les conditions des mondes lointains qui pourraient abriter la vie telle que nous la connaissons. Bien qu'Europa Clipper ne soit pas une mission de détection de vie, il effectuera une reconnaissance détaillée d'Europe et étudiera si la lune glacée, avec son océan souterrain, a la capacité de supporter la vie. Comprendre l'habitabilité d'Europe aidera les scientifiques à mieux comprendre comment la vie s'est développée sur Terre et le potentiel de trouver de la vie au-delà de notre planète.
