NASA의 유로파 클리퍼(Europa Clipper)는 목성의 강렬한 방사선에서 살아남을 수 있을까요?

NASA‘에스 유럽 Clipper 임무는 우주 탐험 발사를 준비하면서 트랜지스터 방사선 문제를 해결하는 데 중점을 둡니다. 목성 유럽의 거주 가능성을 탐구합니다.

이번 임무는 목성의 강력한 방사선에 비해 덜 견고한 것으로 밝혀진 방사선 저항성 트랜지스터와 관련된 문제에 직면해 있습니다. 다양한 NASA 센터에서 수행되는 테스트는 이러한 문제를 해결하는 것을 목표로 합니다.

NASA의 유로파 클리퍼(Europa Clipper) 임무 개시를 위한 준비가 계속되고 있습니다. 우주선은 지난 5월 플로리다 케네디 우주센터에 인도됐고, 연구팀은 고이득 안테나 설치에 성공했다.

NASA의 유로파 클리퍼(Europa Clipper) 임무에 참여하는 엔지니어들은 우주선 내 전기 흐름을 제어하는 ​​데 도움이 되는 트랜지스터에 대한 광범위한 테스트를 계속 수행하고 있습니다. Europa Clipper에 사용되는 특수 버전은 방사선에 강하고 100~300킬로라드(rad는 이온화 방사선의 흡수량을 측정하는 단위)를 견딜 수 있도록 설계되었습니다.

그러나 NASA 제트추진연구소 임무팀(제트추진 연구실) 임무를 관리하고 있는 남부 캘리포니아에서는 일부 트랜지스터가 일부 조건에서 훨씬 낮은 방사선 수준에 영향을 받을 수 있음을 시사하는 테스트 데이터를 평가하고 있습니다. 그들은 이들 부품 중 일부가 태양계에서 가장 밀도가 높은 복사 환경인 목성계의 복사를 견디지 ​​못할 수도 있다고 우려합니다.

방사선학적 과제 및 지속적인 분석

테스트는 메릴랜드 주 로렐에 있는 존스 홉킨스 대학교 응용 물리학 연구소와 메릴랜드 주 그린벨트에 있는 NASA의 고다드 우주 비행 센터에서도 진행되고 있습니다. 우주선의 본체는 제트 추진 연구소 및 NASA의 고다드 센터와 협력하여 응용 물리학 연구소에서 설계했습니다.

트랜지스터의 문제는 지난 5월 임무 팀이 예상보다 낮은 방사선량에서 유사한 부품이 고장날 수 있다는 통보를 받았을 때 밝혀졌습니다. 2024년 6월에 사용자에게 이 문제를 알리기 위해 업계 경고가 전송되었습니다. 제조업체는 Europa Clipper 우주선에서 이러한 부품을 사용할 때의 위험을 더 잘 이해하기 위해 임무 팀과 협력하여 지속적인 방사선 테스트 및 분석 노력을 지원하고 있습니다.

전자 장치 및 솔루션의 내구성

지금까지 얻은 데이터에 따르면 일부 트랜지스터는 부품이 예상만큼 방사선에 저항하지 않기 때문에 목성과 달 유로파 근처의 높은 방사선 환경에서 실패할 가능성이 높습니다. 팀은 오류에 취약할 수 있는 트랜지스터의 수와 비행 중에 트랜지스터가 어떻게 작동하는지 확인하기 위해 노력하고 있습니다. NASA는 목성계의 트랜지스터 수명을 최대화하기 위한 옵션을 평가하고 있습니다. 1차 분석은 7월 말 완료될 예정이다.

방사선 경화 전자 장치는 우주에서 발생할 수 있는 방사선 손상으로부터 우주선을 보호하기 위해 다양한 산업 분야에서 사용됩니다. 목성 시스템은 지구보다 약 20,000배 더 큰 거대한 자기장으로 인해 우주선에 특히 해롭습니다. 이 자기장은 하전 입자를 가두어 매우 높은 에너지로 가속하여 유로파와 다른 내부 위성을 폭격하는 강렬한 방사선을 생성합니다. Europa Clipper의 트랜지스터에 영향을 미칠 수 있는 문제는 업계가 인식하지 못한 현상인 것으로 보이며 트랜지스터 칩에 대한 업계 표준 방사선 자격을 갖추는 데 있어 새로 확인된 격차를 나타냅니다.

임무 목표 및 향후 전망

유로파 클리퍼의 발사 기간은 10월 10일부터 시작되며, 2030년 목성에 도착할 예정이며, 달 옆을 여러 차례 비행하면서 유로파에서의 생명체 존재 가능성을 이해하기 위한 과학적 조사를 실시할 예정이다.

유로파 클리퍼 임무의 총 비용은 약 50억 달러로 추산되며, 이는 가장 비용이 많이 드는 행성 과학 임무 중 하나입니다. 이 예산은 계획된 임무 기간 동안 우주선의 개발, 발사 및 운영을 포함합니다.