美国航天局“欧罗巴快艇”发射竟如此艰难

美国国家航空航天局（NASA）的“欧罗巴快艇”任务于今天（10 月 14 日）终于从佛罗里达州的肯尼迪航天中心成功发射。

当它于 2030 年抵达目的地时，该航天器将对木星的海洋卫星欧罗巴展开调查，这里或许是我们太阳系中探寻外星生命的最佳所在。

然而，通向‘快艇’发射的道路极为艰难——任务团队不得不克服诸多挑战，才迎来了今日这激动人心的时刻，从火箭故障和电子设备问题到诸如飓风米尔顿这样的自然现象。

“在发射前的数月里，确实带来了前所未有的挑战，不过团队在克服这些挑战时展现出了令人难以置信的适应能力和决心，”曾与“欧罗巴快艇”合作的康奈尔大学博士生豪尔赫·科普因-马萨内特告诉 Space.com。

实际上，该任务的挑战早在几年前就已出现——2019 年，当航天器在加利福尼亚州南部的美国国家航空航天局喷气推进实验室（JPL）进行组装时，那里人手短缺。

‘快艇’存在超出预算的风险，尤其是因为其原本计划发射所依赖的火箭，也就是美国国家航空航天局内部的太空发射系统（SLS），尚未准备妥当。

而且，即便火箭准备就绪，工程师们还是发现了一个关键问题，可能导致‘欧罗巴快艇’与 SLS 不兼容：该航天器根本未被建造得足以承受在该特定火箭发射期间所承受的力量。

在 2020 年底，国会赋予了快船一定的灵活性，允许任务团队转向太空探索技术公司的猎鹰重型火箭。（此前，国会曾指示美国宇航局用太空发射系统发射快船。）这节省了部分资金，但也让前往木星的任务旅程延长了约两年，因为猎鹰重型火箭不如太空发射系统强大；快船计划于 2030 年 4 月抵达这颗气态巨行星。

最近，今年早些时候，任务团队在航天器的电子设备中发现了一个可能的关键缺陷。一组被称为金属氧化物半导体场效应晶体管或“MOSFET”的特定部件，对于航天器不同部分的电源开和关至关重要，在一些抗辐射的测试中未通过，而在木星附近有大量辐射。

“木星的磁场以及由此产生的带电粒子极为强烈且危险，”喷气推进实验室（JPL）的欧罗巴快船副项目科学家邦妮·布拉蒂告诉 Space.com。木星的超强磁场强度是地球磁场强度的 20000 倍。

晶体管问题并非源自 NASA 内部：生产 MOSFET 的公司改变了其制造工艺，生产了一批不符合该机构预期标准的产品。快船团队等发现的时候已经太晚了，而这些晶体管已被密封在航天器的“保险库”中，这是一个用于屏蔽敏感电子设备的厚厚的金属外壳。

值得庆幸的是，那个保险库能够保护这些晶体管免受木星的辐射环境影响。经过进一步测试，团队确定这些晶体管仍然能够正常工作，足以使任务实现其主要目标。

布拉蒂补充说：“团队成员广泛测试了我们所有电子设备及其电路的辐射加固情况。”“我们在环绕木星运行时，大部分时间都远离辐射最强的区域。”

“欧罗巴快船”围绕木星的创新轨道大多数时候能避开辐射最严重的热点区域，会多次近距离接近木卫二，而不是一直环绕该卫星运行。

不过，就算这些技术问题解决了，情况也没变得轻松些。在过去几周，该团队遭遇了一场袭击佛罗里达州的巨大飓风。为了应对米尔顿飓风，该团队把‘快船’号固定住，以保护其免受风暴强风的侵害。

“在飓风米尔顿期间为确保团队和航天器安全所做出的响应极为出色，”科平 - 马萨内特总结说。

该团队肯定已经做了十分充分的准备，所以现在，期望欧罗巴快船能够轻轻松松地驶向目的地，揭开欧罗巴地下海洋的神秘面纱儿。