La preparació de la missió Juice a Júpiter ha implicat fer proves per a tot tipus de contingències, fins a les escales més petites. Aquesta visió microscòpica mostra danys a la superfície d’un petit interconnector de plata després d’haver estat exposat a l’oxigen atòmic erosiu que se sap que es troba al voltant de la lluna de Júpiter Ganimedes.
S’ha de llançar el 13 d’abril per començar un viatge de vuit anys al planeta més gran del Sistema Solar, l’explorador de llunes gelades de Júpiter de l’ESA, Sucpassarà tres anys i mig al sistema de Júpiter, i en la fase final de la seva exploració entrarà en òrbita al voltant de la lluna joviana més gran, Ganimedes.
malgrat això observacions anteriors del telescopi espacial Hubble han revelat resplendors aurorals al voltant de Ganímedes a causa de la presència d'”oxigen atòmic”: àtoms individuals d’oxigen als marges de l’escassa atmosfera de la Lluna, el resultat de les molècules d’oxigen estàndard trencades pels poderosos cinturons de radiació que envolten Júpiter.
L’enginyer de materials de l’ESA Adrian Tighe explica: “L’oxigen atòmic també s’experimenta a l’òrbita terrestre, a causa de la dissociació de les molècules d’oxigen per la radiació ultraviolada del Sol, i totes les missions en òrbita terrestre per sota d’uns 1000 km d’altitud estan dissenyades per resistir-ho. De la mateixa manera, l’equip de Juice necessitava saber que els materials susceptibles podrien suportar l’oxigen atòmic que trobaria la nau espacial en la fase d’òrbita el·líptica de Ganimedes de la missió.
Aquesta prova es va centrar en les interconnexions de plata utilitzades a les matrius solars Juice (connectors d’unes quantes dècimes de mil·lèsima de mil·límetre de gruix) que estudien la seva susceptibilitat a l’exposició a l’oxigen atòmic combinada amb el “cicle tèrmic” a baixa temperatura: canvis ràpids de temperatura repetits. Va ser especialment preocupant el risc que es formin microesquerdes a la plata, que podria provocar un fracàs.
“La plata és un dels pocs metalls susceptibles a l’erosió atòmica de l’oxigen”, comenta Sam Verstaen, de l’equip Juice de l’ESA. “Però la plata també va ser el metall preferit per a aquestes interconnexions Juice per tal de mantenir la neteja magnètica de la nau espacial, que és essencial per al funcionament òptim de el nostre conjunt d’instruments científics in situ”.
Les proves es van realitzar a la instal·lació d’òrbita terrestre baixa, LEOXde l’ESA Laboratori de Materials i Components Elèctricspart de l’Agència ESTEC centre tècnic als Països Baixos.
Una instal·lació única a Europa, LEOX utilitza un làser per dissociar l’oxigen molecular en oxigen atòmic a nivells d’energia equivalents a la velocitat orbital (7,8 km/s) per simular l’entorn espacial el més proper possible.
“Els efectes generals de l’exposició a l’oxigen atòmic es pot veure clarament als interconnectors de mostra”, afegeix l’enginyer de materials de l’ESA Gabor Milassin, que va realitzar les proves. “No obstant això, es va demostrar que es tractava només d’un efecte de superfície i no es van observar esquerdes importants que poguessin comprometre la funcionalitat de les interconnexions: es podria donar a les interconnexions de plata una nota de salut neta per anar a Ganimedes”.
El laboratori també va treballar en nombroses altres proves relacionades amb Juice, inclosa l’avaluació d’aïllament multicapa, cintes adhesives i recobriments de control tèrmic. Juice va presentar problemes particulars en termes de materials perquè la missió passarà de l’entorn d’alta temperatura d’un sobrevol de Venus, on les temperatures pujaran per sobre dels 200 °C, fins a un entorn molt més fred al voltant de Júpiter.
Per obtenir més informació sobre com la Direcció de Tecnologia, Enginyeria i Qualitat de l’ESA va donar suport a la preparació de la missió Juice, feu clic a aquí.
