В Лаборатории реактивного движения НАСА использовали новую схему антенны и необычный подход к её материалу
Пока что на Европу не планируется отправлять спускаемые аппараты. Художник попытался представить, как может выглядеть подобный аппарат вкупе с новой антенной, необходимой для того, чтобы поддерживать связь с Землёй
В Лаборатории реактивного движения создали антенну, способную работать в жёстких, радиоактивных условиях поверхности Европы. Для этого инженеры использовали новую схему антенны, состоящей из чистого алюминия.
Спутник Юпитера Европа — один из первых кандидатов на поиски внеземной жизни в Солнечной системе: под её замёрзшей поверхностью толщиной в несколько километров находится огромный океан глубиной от 60 до 150 км, опоясывающий весь спутник. Правда, единственные свидетельства его наличия – это фонтаны воды, изредка выбрасываемые вверх через разломы во льду, и взлетающие на высоту до 200 км.
Однозначно ответить на вопрос о наличии и обитаемости океана помог бы спускаемый аппарат. А для его функционирования одним из необходимых компонентов будет антенна для связи 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.
Команда создателей антенны радуется своему детищу
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.
