На данный момент не планируется отправка спускаемых аппаратов на Европу. Художник представил концептуальную модель такого аппарата, оснащённого новой антенной, обеспечивающей связь с Землёй. Специалисты Лаборатории реактивного движения недавно разработали антенну, способную устойчиво функционировать в экстремальных условиях поверхности Европы, характеризуемых высокой радиацией. Для достижения этой цели инженеры применили инновационную конструкцию антенны из чистого алюминия. Европа, спутник Юпитера, считается одним из перспективных объектов для поиска внеземной жизни в Солнечной системе. Под её многокилометровой ледяной корой предположительно находится огромный океан глубиной от 60 до 150 километров, охватывающий весь спутник. Единственными доказательствами его существования являются периодически наблюдаемые водяные фонтаны, выбрасываемые через трещины во льду на высоту до 200 километров.
Команда создателей антенны радуется своему детищу
Для окончательного подтверждения наличия и обитаемости океана необходим спускаемый аппарат. Важным элементом его функционирования является антенна, обеспечивающая связь с Землёй.
При этом на антенну налагается множество ограничений. Она должна поддерживать прямую связь с Землёй даже при максимальном удалении от Юпитера (900 млн км). Она должна выдержать бомбардировки ионизированных частиц, вызываемые Юпитером. Она не должна быть слишком большой или тяжёлой.
Кроме того, обычно на посадочные модули устанавливают небольшие антенны, потому что им достаточно передавать информацию на орбиту, где находится вспомогательный модуль – а тот уже в свою очередь связывается с Землёй.
Поскольку на Европе практически нет атмосферы, модуль придётся сажать при помощи ракет, которые требуют довольно много топлива на каждый килограмм веса. К примеру, посадочный модуль скромной массы в 400 кг потребует запас топлива в 10-15 тонн.
Ну и полагаться на наличие орбитальной станции тоже нельзя – возможно, в таком случае миссия на Европу окажется просто слишком дорогой для реализации.
Все эти ограничения требуют от антенны небольшого размера, а значит, её эффективность не должна быть ниже 80% — что гораздо выше чем у большинства антенн у космических аппаратов.
Инженерам удалось вписаться во все эти ограничения при помощи ключевой инновации: их антенна состоит из элементарных ячеек с круговой поляризацией, состоящих из чистого алюминия. Каждая из них способна передавать данные на частоте 7,145-7,19 ГГц и принимать на частоте 8,4-8,45 ГГц. Антенна состоит из 32 × 32 = 1024 ячеек и имеет общий размер 82,5 × 82,5 см. Она способна передавать на Землю данные со скоростью 33 кбит в секунду с 80% эффективностью. Подробности её работы и конструкции описаны в статье одного из её авторов.
Разработчики говорят, что эту антенну можно использовать не только на Европе, но и во многих других миссиях в Солнечной системе. Они уже делают другой прототип, который можно будет использовать на корабле, возвращающем на землю образцы породы, собранные на Марсе. Эта миссия планируется к запуску в 2026 году.
Автор: Вячеслав Голованов
Источник: https://habr.com/
