NASA的 "欧罗巴号快船"能否经受住木星的极端辐射？

美国宇航局的"欧罗巴快船"（Europa Clipper）将以椭圆形路径绕木星飞行，每次飞越木星时都会靠近木星的卫星"欧罗巴"，以收集数据。图片来源：NASA/JPL-Caltech

美国国家航空航天局（NASA）"欧罗巴号快船"（Europa Clipper）任务的发射准备工作正在取得进展。航天器已于今年 5 月运抵佛罗里达州肯尼迪航天中心，团队已成功安装了高增益天线。

"欧罗巴号快船"任务的工程师们继续对帮助控制航天器上电流的晶体管进行大量测试，其使用的晶体管是经过辐射加固的，可以承受 100 到 300 千拉德的辐射（"拉德"是电离辐射吸收剂量的计量单位）。

不过，负责管理这项任务的美国宇航局南加州喷气推进实验室（JPL）的任务小组正在对测试数据进行评估，这些数据表明，在某些条件下，一些晶体管可能会受到辐射水平明显降低的影响。他们担心其中一些部件可能无法承受木星系统的辐射，而木星系统是太阳系中辐射最强烈的环境。

位于马里兰州劳雷尔的约翰霍普金斯应用物理实验室（APL）和位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心也正在进行测试。APL 与 JPL 和 NASA Goddard 合作设计了主航天器主体。

晶体管的问题是在 5 月份发现的，当时任务小组被告知，类似部件在辐射剂量低于预期的情况下也会出现故障。2024 年 6 月，发出了行业警报，通知用户这一问题。制造商正在与任务小组合作，支持正在进行的辐射测试和分析工作，以便更好地了解在欧罗巴快船航天器上使用这些部件的风险。

目前获得的测试数据表明，在木星及其卫星木卫二附近的高辐射环境中，一些晶体管很可能会出现故障，因为这些部件的抗辐射能力不如预期。研究小组正在努力确定有多少晶体管可能会受到影响，以及它们在飞行中的表现如何。美国国家航空航天局正在评估各种方案，以最大限度地延长晶体管在木星系统中的寿命。初步分析预计将于 7 月底完成。

航天业界普遍使用抗辐射电子设备，以保护航天器免受太空中可能发生的辐射损伤。木星系统对航天器的危害尤其严重，因为它的巨大磁场（比地球磁场强 2 万倍）会捕获带电粒子，并将它们加速到非常高的能量，从而产生强烈的辐射，轰击木卫二和其他内卫星。看来，可能影响航天器晶体管的问题是业界没有意识到的一种现象，也是新发现的晶体管晶片批次辐射鉴定行业标准中的一个漏洞。

欧罗巴快船号的发射期从10月10日开始，它将于2030年抵达木星，在多次飞越木星的过程中，它将进行科学调查，以了解欧罗巴的潜在宜居性。

据估计，"欧罗巴快船"飞行任务的总费用约为 50 亿美元，是费用较高的行星科学飞行任务之一。这一预算涵盖了航天器的开发、发射和计划任务期间的运行。

编译自/ScitechDaily