NASA 小惑星探査支援ウェブ
Image Credit: NASA
October 05, 2023 Latest.
Europa Clipper（以下、エウロパ・クリッパー）の主な科学目標は、木星の氷の衛星エウロパの表面下に生命を維持できる場所があるかどうかを調べることである。
ミッションのなかでも三つの主要な科学目標は、衛星の組成と地質学とともに、氷の殻とその下の海洋の性質を理解することである。ミッションによる衛星エウロパの詳細な探査は、私たちが住む惑星以外での宇宙生物学的居住可能性を科学者がよりよく理解するのに役立つだろう。
NASA の探査機エウロパ・クリッパーは、木星の衛星エウロパの接近フライバイを数十回行い、衛星の詳細な測定を行う。木星の周回軌道に置かれた探査機は、エウロパの表面から 16 マイル（25 キロメートル）という低い高度で 50 回近くフライバイを行い、フライバイのたびに異なる領域を接近フライバイし、衛星のほぼ全体をスキャンする。
エウロパ・クリッパーの基本情報
探査機のタイプ : オービター
打ち上げ日 : 2024年10月 - 木星軌道投入 : 2030年04月
科学観測機器 : 9
科学ターゲット : エウロパ
エウロパ・クリッパーは、木星の氷衛星エウロパを極めて詳細に探査するために作られた Juno 探査機の後継・発展機とも言える。ソーラーパワーを動力源とするロボット宇宙機である。探査機は木星を周回し、エウロパを 50 回近くフライバイして、エウロパの表面下に生命を維持できる場所があるかどうかを調べる。
太陽電池アレイを展開したエウロパ・クリッパーは、100 フィート（約 30 メートル）以上、バスケットボールのコートほどの長さがある。宇宙機の本体は、アビオニクス・ボールト、高周波モジュール、推進モジュールで構成されている。
打ち上げ時のエウロパ・クリッパーの重量は約 13,000 ポンド（6,000 キログラム）。重量のほぼ半分は燃料で、6,000 ポンド（2,750 キログラム）近い推進剤が使用される。
エウロパ・クリッパーは2024年10月、フロリダのケネディ宇宙センターからスペース X 社のファルコン・ヘビー・ロケットで打ち上げられる。探査機は火星のそばを飛行し、その後地球軌道の近く戻り、スイングバイによってそれぞれの惑星の重力からアシストを受ける。これらのいわゆる「重力アシスト」は、2030年に木星に到達するために必要な速度をエウロパ・クリッパーに提供する。
木星の周回軌道に入った後、エウロパ・クリッパーは最初のエウロパ・フライバイの準備のために約一年間かけて軌道を修正する。その後、探査機は約三年間かけてエウロパを数十回のフライバイを行い、都度地球にデータを送信する。ミッション期間中、探査機は衛星エウロパのほぼ全域を探査・マッピングすることになる。
衛星エウロパは、その氷の地殻の下に液体の海洋状が存在することを示す強力な証拠を私たちは掴んでいる。太陽から地球より外側にある木星衛星エウロパは、太陽系で現在生命存在可能な環境が見つかるかもしれない最も有望な場所のひとつと考えられている。エウロパ・クリッパーは、エウロパの表面下に生命を維持できる場所があるかどうかを調べる。
探査機のペイロード（搭載機器）には、エウロパの表面と薄い大気の高解像度画像と組成図を作成するためのカメラと分光計、地下の水を探査するための氷透過レーダー、海洋と深部内部についての手がかりを解き明かすための磁力計と重力測定器が含まれる。探査機はまた、より暖かい氷や最近噴出したと思われる水の場所を特定するための熱測定器や、衛星の薄い大気や周囲の宇宙環境に含まれる微粒子の組成を測定する機器も搭載する。
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巨大な太陽電池アレイとレーダー・アンテナを備えたエウロパ・クリッパーは、NASA が惑星探査ミッション用に開発した中で最大の宇宙機となる。この宇宙機は、太陽から地球の 5 倍以上離れた木星系で活動するため、必要な電力を得るため十分な光を集める大きな太陽電池アレイを必要とする。宇宙機の高さは約 16 フィート（5 メートル）。アレイを展開すると、宇宙船は 100 フィート（30.5 メートル）以上の大きさになり、乾燥質量（タンクに推進剤を入れていない状態）は 7,145 ポンド（3,241 キロ）になる。
エウロパは、木星の強力な磁場で活動するため、エウロパ・クリッパーのペイロードとその他の電子機器は厚い壁で覆われた「保護場」に収められる。木星に行くために「放射線遮蔽箱」で武装するというこの戦略は、NASA のジュノー探査機によって開発され、初めて成功した。チタンとアルミニウムでできた保護場の壁は、高エネルギー原子粒子の大部分に対する放射線シールドとして機能し、宇宙機の電子機器の劣化を劇的に遅らせる。
以下のリンクで、NASA エウロパ・クリッパーの 3D モデルを見ることが出来ます。木星の衛星エウロパの詳細な探査手法をご覧ください。
エウロパ・クリッパーの九つの科学観測機器は、これまで太陽系外縁部を探査した中で最も技術精度の高い高感度なものである。いくつかの観測機器は直下デッキに設置され、フライバイの際にエウロパの方向と整合性が取れるよう安定させている。ガスとダストを捕捉するために設計された二つの機器は、逆に探査機の進行方向を向いている。レーダー・アンテナは探査機のソーラーアレイ（太陽電池パネル）に直接取り付けられている。さらに、探査機の磁力計とプラズマ・センサーは、探査機から伸びるブームに取り付けられており、障害物や探査機からの磁気干渉を低減させている。観測機器の電子機器は、放射線から保護するために「保護場」に積載されている。エウロパ・クリッパーの科学機器について詳しく知りたい方は以下から。
エウロパ・クリッパーの推進モジュールは、長さ 10 フィート（3 メートル）、幅 5 フィート（1.5 メートル）のアルミニウム製シリンダーである。24 基のエンジンと、タンク内の約 6,000 ポンド（2,750 キログラム）の燃料、そして宇宙機のヘリウム加圧タンクを格納している。
エウロパ・クリッパーの電子機器は、木星の強烈な放射線から電子機器を保護するため、厚さ 1/3 インチ（9.2 mm）のアルミニウムと亜鉛の合金板でできた壁の保管エリアに収められている。これらの電子機器には、コンピュータ（宇宙機の頭脳）、フライトソフトウェアなどが含まれる。保護場は宇宙機の推進モジュールにボルトで固定され、宇宙機全体に通信と制御を提供するためのケーブルを備えている。
エウロパ・クリッパーの "翼 "である太陽電池アレイは両翼 100 フィート（30.5 メートル）を超える。各翼の長さは約 46.5 フィート（14.2 メートル）、高さは約 13.5 フィート（4.1 メートル）である。この巨大なパネルは、太陽から地球までの距離から 5 倍以上離れた木星で探査機が活動する間、太陽光を集めて電力を供給するために必要だ。
エウロパ・クリッパーの直径 10 フィート（約 3 メートル）のハイゲイン・アンテナ（HGA）とその他の小型無線アンテナは、NASA の DSN（ディープ・スペース・ネットワーク）を通じて地球からのコマンドを受信するために使用される。アンテナはまた、エンジニアや科学者にデータを送り返す。エウロパ・クリッパーのアンテナは重力や電波科学の観測にも使用され、木星を周回するエウロパの重力を観測することができる。
エウロパ・クリッパーは、センサーやカメラ、特殊なハードウェアを使って宇宙空間での位置を決定し、制御する。エウロパ・クリッパーの二つの恒星参照ユニットは、非公式に「スター・トラッカー」と呼ばれ、位置が確実な星のカタログを搭載したコンピュータ付きの小型カメラである。
カメラが星空を観測すると、コンピューターは画像中の星のパターンを星カタログと照合し、宇宙空間における探査機の姿勢を決定する。エウロパ・クリッパーはまた、四つのリアクションホイールを使って正しい方向を維持する。火星を歩き回る探査機とは異なり（笑）、この宇宙機の車輪（リアクションホイール）が天体表面を転がることはない。その代わりに、幅 2 フィートのスチール、アルミニウム、チタンのホイールがジャイロスコープのように高速回転し、エウロパ・クリッパーが木星の軌道を周回する際に何千回もの旋回、つまり「スリュー」を行うのを助ける。これらの「リアクション・ホイール」は宇宙船本体の下部に取り付けられている。
エウロパ・クリッパーは太陽から遠く離れた場所で活動するため、宇宙船が凍結しないように注意深く自身の温度を調節しなければならない。しかし、衛星エウロパでのフライバイ時には、科学的観測を収集・保存するためにエウロパ・クリッパーのすべてのシステムと機器の電源がオンになるため、探査機は簡単にオーバーヒートしてしまう。このような極限状態を管理するため、エウロパ・クリッパーには冷却のための循環ポンプが搭載されており、パイプを通して液体を宇宙機の敏感な電子機器すべてに循環させ、ホットスポットからコールドスポットに熱を移動させる。エウロパ・クリッパーはまた、熱を逃がすために開くことができるラジエーター、温度センサー、ヒーター、宇宙機の温度調節を助けるブランケットも備えている。
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