A principal missão da NASA na Europa enfrenta um problema: exposição à radiação

A data de lançamento da missão Europa Clipper para estudar a intrigante lua que orbita Júpiter, que está ao lado da sonda Cassini para Saturno como a missão científica planetária mais cara e ambiciosa da NASA, está agora em dúvida.

A espaçonave de US$ 4,25 bilhões estava programada para ser lançada em outubro a bordo de um foguete Falcon Heavy do Centro Espacial Kennedy, na Flórida. No entanto, a NASA revelou que os transístores a bordo da nave espacial podem não ser tão resistentes à radiação como se pensava.

“O problema com os transistores veio à tona em maio, quando a equipe da missão foi notificada de que peças semelhantes estavam falhando em doses de radiação inferiores às esperadas”, escreveu a agência espacial. Em uma postagem de blog “Quinta-feira à tarde.” Em junho de 2024, um alerta da indústria foi enviado para notificar os usuários sobre esse problema. “O fabricante está trabalhando com a equipe da missão para apoiar os esforços contínuos de testes e análises de radiação para compreender melhor os riscos do uso dessas peças na espaçonave Europa Clipper.”

As luas que orbitam Júpiter, um gigante gasoso, existem em um dos ambientes de radiação mais severos do sistema solar. Testes preliminares conduzidos pela NASA indicam que alguns transistores, que regulam o fluxo de energia através da espaçonave, podem falhar neste ambiente. A NASA está atualmente avaliando a possibilidade de maximizar a vida útil dos transistores em Júpiter e espera concluir a análise inicial no final de julho.

Atraso ou não atraso

A atualização da NASA não esclareceu se a espaçonave conseguirá atingir a janela de lançamento de aproximadamente três semanas neste ano, que levará o Clipper ao sistema de Júpiter em 2030.

Ars procurou vários especialistas com conhecimento da missão Clipper para avaliar a probabilidade de um lançamento em outubro, e as opiniões foram divergentes. O consenso era de cerca de 40 a 60 por cento de probabilidade de estar suficientemente satisfeito com a questão para ser lançado neste outono. Se os engenheiros da NASA não conseguirem ganhar confiança na configuração atual, será necessário substituir os transistores.

Existem oportunidades de lançamento para a missão Clipper em 2025 e 2026, mas estas oportunidades podem resultar em atrasos adicionais. Isto se deve à necessidade de múltiplos auxílios de gravidade. O lançamento de 2024 segue uma “mega” trajetória, incluindo um sobrevôo por Marte em 2025 e um sobrevoo pela Terra no final de 2026 – auxiliado por Marte e pela gravidade da Terra. Se o lançamento do Clipper for adiado por um ano, será necessário um segundo sobrevoo. O lançamento retornará em 2026 para a pista Mega. Ars pediu à NASA cronogramas para lançamentos em 2025 e 2026 e irá atualizar se fornecer essa informação.

Outra consequência negativa do atraso é o custo, já que manter a missão na Terra por mais um ano provavelmente resultaria em custos adicionais de algumas centenas de milhões de dólares para a NASA, o que abriria um buraco no seu orçamento para ciência planetária.

A postagem desta semana no blog da NASA não foi a primeira vez que a agência espacial mencionou publicamente esses problemas com o transistor de efeito de campo semicondutor de óxido metálico, ou MOSFET. Numa reunião do Conselho de Estudos Espaciais no início de junho, Jordan Evans, gestor de projeto da missão Clipper Europa, disse que esta era a sua principal preocupação antes do lançamento.

“O que me mantém acordado à noite?”

“O maior desafio com o qual estamos lidando agora é um problema associado a esses transistores, MOSFETs, que são usados ​​como interruptores em espaçonaves”, disse ele. “Hoje, há cinco semanas, recebi um e-mail dizendo que era um cliente que não era da NASA. fizemos alguns testes nessas peças resistivas.” “Para radiação e descobrimos que elas estavam operando à frente (das especificações), em níveis de radiação muito mais baixos do que os que nos qualificamos quando adquirimos as peças, como outros na indústria também fizeram. “

Na época, Evans disse que as coisas estavam “caminhando na direção certa” em relação à análise do caso pela agência. Parece improvável que a NASA publicasse uma postagem no blog cinco semanas depois se o problema ainda estivesse avançando continuamente em direção à resolução.

“O que me mantém acordado neste momento é a incerteza associada aos MOSFETs e os riscos residuais que enfrentaremos com isso”, disse Evans em junho. “É difícil fazer este tipo de teste com taxas de dose baixas no período de tempo que temos até. lançamento. Portanto, estamos coletando o máximo que podemos.” “De dados, inclusive de missões como Juno, para entender os riscos restantes com os quais podemos lançar.”

Estas são precisamente as questões que os cientistas e engenheiros não querem descobrir nos últimos meses antes do lançamento de uma missão tão importante. Os riscos são incrivelmente elevados – imagine tomar a decisão de lançar um Clipper e ver a nave falhar seis anos depois de chegar a Júpiter.