Eine Illustration der NASA-Raumsonde Europa Clipper, die über den jovianischen Eismond Europa fliegt.(Bildnachweis: NASA)
Eine mit Spannung erwartete Astrobiologie-Mission der NASA hat nur wenige Monate vor ihrem geplanten Start ein ernsthaftes Problem zu lösen.
Die Raumsonde Europa Clipper soll im Oktober dieses Jahres an Bord einer SpaceX Falcon Heavy-Rakete starten. Der Forschungsroboter wird sich auf eine 5 Milliarden Dollar teure Mission begeben, um das Potenzial von Europa, einem eisbedeckten Ozeanmond des Jupiters, für die Entstehung von Leben, wie wir es kennen, zu bewerten.
Aber dieser Starttermin und die Fähigkeit der Sonde, ihre ehrgeizige Mission zu erfüllen, könnten jetzt in Gefahr sein: Mitglieder des Missionsteams haben ein Problem mit den Transistoren von Clipper entdeckt, also mit den Geräten, die den Stromfluss in der Sonde steuern.
„Das Problem mit den Transistoren kam im Mai ans Licht, als das Missionsteam darauf hingewiesen wurde, dass ähnliche Teile bei niedrigeren Strahlungsdosen als erwartet ausfielen“, schrieben NASA-Beamte am Donnerstag (11. Juli) in einem Update.
Das ist sehr besorgniserregend, denn Clipper ist auf dem Weg in einen Strahlungsspießrutenlauf.
„Das Jupitersystem ist für Raumfahrzeuge besonders gefährlich, da sein enormes Magnetfeld – 20.000 Mal stärker als das der Erde – geladene Teilchen einfängt und sie auf sehr hohe Energien beschleunigt, wodurch eine intensive Strahlung entsteht, die Europa und andere innere Monde bombardiert“, schrieben die NASA-Beamten in dem Update.
Europa Clipper soll im Jahr 2030 im Jupitersystem eintreffen. Die Sonde wird den Gasriesen umkreisen, nicht Europa, aber sie wird eine ganze Weile in der Nähe des Mondes verbringen: Clipper wird im Laufe seiner 3,5-jährigen wissenschaftlichen Mission etwa 50 Vorbeiflüge an Europa unternehmen.
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Dieses künstlerische Konzept zeigt einen simulierten Blick von der Oberfläche des Jupitermondes Europa. (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech)
Im Mai dieses Jahres wurde dem Missionsteam mitgeteilt, dass Teile, die den Transistoren von Europa Clipper ähneln, „bei niedrigeren Strahlungsdosen als erwartet versagen“, so die NASA-Beamten in ihrer Mitteilung vom Donnerstag. Die Transistortests werden nun im Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien durchgeführt, das die Mission leitet, sowie im Johns Hopkins Applied Physics Laboratory und im Goddard Space Flight Center der NASA, die beide in Maryland liegen.
Die Ergebnisse sind nicht gerade vielversprechend.
„Die bisher erhaltenen Testdaten deuten darauf hin, dass einige Transistoren in der strahlungsreichen Umgebung in der Nähe des Jupiters und seines Mondes Europa wahrscheinlich ausfallen werden, weil die Teile nicht so strahlungsbeständig sind wie erwartet“, schrieben NASA-Beamte.
„Das Team arbeitet daran, zu bestimmen, wie viele Transistoren anfällig sein könnten und wie sie sich im Flug verhalten werden“, fügten sie hinzu. „Die NASA prüft Optionen zur Maximierung der Langlebigkeit der Transistoren im Jupitersystem. Eine vorläufige Analyse wird voraussichtlich Ende Juli abgeschlossen sein.“
NASA’s Europa Clipper Raumfahrzeug wird im Jet Propulsion Laboratory der Agentur in Südkalifornien zusammengebaut. (Bildnachweis: NASA)
Die fraglichen Bauelemente werden als Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) bezeichnet und wurden von einem Unternehmen namens Infineon Technologies hergestellt, wie die Zeitschrift Science berichtet. Die Entdeckung der Schwachstelle zu diesem späten Zeitpunkt macht es sehr schwierig, mit ihr umzugehen.
„Die Transistoren können nicht einfach ersetzt werden“, schrieb Paul Voosen von Science. „Der Aluminium-Zink-Elektronikraum von Clipper, der ein gewisses Maß an Strahlungsresistenz bieten soll, wurde im Oktober 2023 versiegelt. Wenn es keine Anzeichen dafür gibt, dass die fehlerhaften MOSFETs zu einem katastrophalen Ausfall führen, wird die Behörde wahrscheinlich versuchen, den Start fortzusetzen – obwohl in den nächsten zwei Jahren ein Backup-Fenster zur Verfügung steht.“
