Pruebas de la misión Juice a Júpiter: hasta el último momento
Por la Agencia Espacial Europea
04 de abril de 2023.
Crédito: ESA-G. milassin.
La preparación de la misión Juice a Júpiter ha implicado pruebas para todo tipo de contingencias, hasta la más pequeña de las escalas. Esta vista microscópica muestra el daño en la superficie de un pequeño interconector plateado después de haber sido expuesto al oxígeno atómico erosivo que se sabe que se encuentra alrededor de la luna de Júpiter, Ganímedes.
Debido a su lanzamiento el 13 de abril para comenzar un viaje de ocho años al planeta más grande del Sistema Solar, el explorador de lunas heladas de Júpiter de la ESA, Juice, pasará tres años y medio en el sistema de Júpiter y en la fase final de su exploración entrará en órbita alrededor de la luna joviana más grande, Ganímedes.
Sin embargo, observaciones previas realizadas por el Telescopio Espacial Hubble han revelado resplandores aurorales alrededor de Ganímedes debido a la presencia de "oxígeno atómico": átomos individuales de oxígeno en los límites de la escasa atmósfera de la luna, el resultado de la descomposición de las moléculas de oxígeno estándar por parte de los poderosos cinturones de radiación que rodean a Júpiter.
El ingeniero de materiales de la ESA, Adrian Tighe, explica: "El oxígeno atómico también se experimenta en la órbita terrestre, debido a que las moléculas de oxígeno se disocian por la radiación ultravioleta del Sol, y todas las misiones en órbita terrestre por debajo de los 1.000 km de altitud están diseñadas para resistirlo. De la misma manera, el equipo de Juice necesitaba saber que los materiales susceptibles podrían resistir el oxígeno atómico que la nave espacial encontraría en la fase de órbita elíptica de Ganímedes de la misión".
Esta prueba se centró en las interconexiones de plata utilizadas en los paneles solares de Juice (conectores de solo unas pocas décimas de milésima de milímetro de espesor) que analizan su susceptibilidad a la exposición al oxígeno atómico combinada con el 'ciclo térmico' de baja temperatura, cambios rápidos repetidos de temperatura. De particular preocupación era el riesgo de que se formaran microfisuras en la plata, lo que podría conducir a fallas.
"La plata es uno de los pocos metales susceptibles a la erosión del oxígeno atómico", comenta Sam Verstaen del equipo de Juice de la ESA. "Pero la plata también era el metal preferido para estas interconexiones de Juice a fin de mantener la limpieza magnética de la nave espacial, que es esencial para el funcionamiento óptimo de nuestro conjunto de instrumentos científicos in situ".
Las pruebas se realizaron en la instalación de órbita terrestre baja, LEOX, del Laboratorio de Materiales y Componentes Eléctricos de la ESA, parte del centro técnico ESTEC de la Agencia en los Países Bajos.
Una instalación única en su tipo en Europa, LEOX utiliza un láser para disociar el oxígeno molecular en oxígeno atómico a niveles de energía equivalentes a la velocidad orbital (7,8 km/s) para simular el entorno espacial lo más fielmente posible.
"Los efectos generales de la exposición al oxígeno atómico se podían ver claramente en los interconectores de muestra", añade el ingeniero de materiales de la ESA, Gabor Milassin, que realizó las pruebas. "Sin embargo, se demostró que esto era solo un efecto superficial, y no se observaron grietas importantes que pudieran comprometer la funcionalidad de las interconexiones: las interconexiones plateadas podrían recibir un certificado de buena salud para ir a Ganímedes".
El laboratorio también trabajó en muchas otras pruebas relacionadas con Juice, incluida la evaluación de aislamiento de múltiples capas, cintas adhesivas y revestimientos de control térmico. Juice presentó problemas particulares en términos de materiales porque la misión pasará del entorno de alta temperatura de un sobrevuelo de Venus, donde las temperaturas superarán los 200°C, a un entorno mucho más frío alrededor de Júpiter.
Fuente:
https://phys.org/news/2023-04-juice-mission-jupiter-testingdown-wire.html