NASA 50亿美元的欧罗巴快船任务可能无法应对木星的辐射
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2024-07-15 19:22
美国
https://www.space.com/europe-clipper-transistors-vulnerable-radiationNASA的欧罗巴快船航天器在木星的冰冻海洋卫星欧罗巴上空飞行的插图。（图片来源：NASA）NASA的欧罗巴快船任务定于10月发射，但由于发现晶体管抗辐射能力不如预期，该任务可能面临潜在挫折。这项耗资50亿美元的任务旨在探索木星的卫星欧罗巴上是否存在生命迹象。问题出现在航天器的金属氧化物半导体场效应晶体管（metal-oxide-semiconductor field-effect transistors，MOSFETs）上，团队正在评估对任务寿命的影响，并考虑解决方案。航天器的电子设备保险装置提供辐射屏蔽，但在2023年10月已经封闭，这使得问题更加复杂。木星探测相当重要，因为它的几个卫星被认为可能比火星更适合人类居住。一个备受期待的NASA生物天文学任务在计划发射前几个月遇到了严重问题。欧罗巴快船航天器计划于今年10月搭载SpaceX猎鹰重型火箭发射。这个机器人探测器将开启一项耗资50亿美元的任务，评估木星的冰封海洋卫星欧罗巴（搬运工注：木卫二）是否有能力支持我们所知的生命。但是，这个发射日期和探测器执行其雄心勃勃任务的能力现在可能处于危险之中：任务团队成员发现了快船晶体管的问题，这些设备控制探测器上电流的流动。“5月份，当任务团队被告知类似部件在比预期更低的辐射剂量下失败时，晶体管的问题就显现出来了，”NASA官员在周四（7月11日）的更新中写道。“木星系统对航天器特别有害，因为它巨大的磁场——比地球磁场强20000倍——捕获带电粒子并将它们加速到非常高的能量，创造了强烈的辐射，这些辐射轰击欧罗巴和其他内部卫星，”NASA官员在更新中写道。欧罗巴快船计划于2030年到达木星系统。探测器将绕行气态巨星而不是欧罗巴，但它将在木星的卫星附近度过相当多的时间：快船将在其3.5年的科学任务期间进行大约50次欧罗巴的飞越。这幅艺术家的概念图展示了从木星卫星欧罗巴表面的模拟视图。（图片来源：NASA/JPL-Caltech）去年5月，任务团队被告知与欧罗巴快船的晶体管类似的部件“在比预期更低的辐射剂量下失败”，NASA官员在周四的更新中写道。目前正在加州南部的NASA喷气推进实验室（JPL）进行晶体管测试，该实验室领导着这项任务，以及位于马里兰州的约翰霍普金斯应用物理实验室（APL）和NASA戈达德太空飞行中心。“到目前为止获得的测试数据表明，一些晶体管可能会在木星及其卫星欧罗巴附近的高辐射环境中失败，因为这些部件的抗辐射能力不如预期，”NASA官员写道。“团队正在努力确定可能受影响的晶体管数量以及它们在飞行中的表现，”他们补充说。“NASA正在评估选项，以最大化晶体管在木星系统中的寿命。初步分析预计将在7月下旬完成。”有问题的设备被称为金属氧化物半导体场效应晶体管（metal-oxide-semiconductor field-effect transistors），或MOSFETs，它们是由一家名为英飞凌科技（Infineon Technologies， 搬运工注：德国芯片巨头）的公司制造的，据《科学》杂志报道。在晚期发现它们的脆弱性使得处理变得非常困难。《科学》杂志的保罗·沃森（Paul Voosen）写道：“晶体管不能简单地被替换。”“快船的铝锌电子设备保险装置，旨在提供一定程度的辐射阻力，已于2023年10月封闭。除非有迹象表明有缺陷的MOSFETs会导致灾难性故障，否则该机构可能会寻求继续发射——尽管接下来2年有备用窗口。”https://www.space.com/author/mike-wall迈克尔·沃尔是Space.com的高级太空作家，于2010年加入团队。他主要报道系外行星、太空飞行和军事太空，但也涉猎太空艺术领域。他关于寻找外星生命的书《在外面》于2018年11月13日出版。在成为科学作家之前，迈克尔曾是一名爬行动物学家和野生动物生物学家。他拥有悉尼大学进化生物学博士学位，亚利桑那大学学士学位，以及加州大学圣克鲁斯分校科学写作研究生证书。要了解他的最新项目，你可以在Twitter上关注迈克尔。
