7 月 14 日消息，美國宇航局 (NASA) 周四表示，他們正在研究造價 50 億美元（注：當(dāng)前約 363.38 億元人民幣）的飛往木星海洋衛(wèi)星歐羅巴（木衛(wèi)二）的探測器上晶體管的耐用性問題。該問題讓人擔(dān)心飛船在木星周圍強(qiáng)輻射環(huán)境下能否按原計劃運(yùn)行。
歐羅巴快船 (Europa Clipper) 被 NASA 列為“旗艦”級任務(wù)，代表其科學(xué)意義最為重大，此次設(shè)備問題可能導(dǎo)致任務(wù)出現(xiàn)重大延誤。專家指出，如果飛船按原計劃在 10 月份發(fā)射，可能無法實現(xiàn)評估歐羅巴是否存在宜居環(huán)境的科學(xué)目標(biāo)。
問題在于晶體管能否抵抗木星系統(tǒng)強(qiáng)大的輻射，晶體管是計算機(jī)芯片和其他電子設(shè)備的基礎(chǔ)電子開關(guān)。太空充滿來自宇宙射線和太陽耀斑等釋放的輻射，所有飛船都需要一定程度的輻射防護(hù)。但歐羅巴的軌道位于一個特別危險的區(qū)域，即木星輻射帶，那里的輻射水平是地球周邊輻射的 50 倍以上。
“朱諾號”是目前環(huán)繞木星運(yùn)行的一個較小型 NASA 探測器，其首席研究員斯科特?博爾頓 (Scott Bolton) 說道，航天器工程師擔(dān)心兩種類型的輻射劑量。累積劑量會隨時間增加，而劑量率則是輻射的突然增加。輻射會破壞飛船計算機(jī)中的數(shù)據(jù)，引起短路，擾亂電壓水平并燒毀電子設(shè)備。為了減輕這種影響，飛船制造商可以在敏感的裸露部位放置屏蔽層；建造容納關(guān)鍵部件的“輻射艙”；或者使用抗輻射部件，例如現(xiàn)在引起擔(dān)憂的芯片。
5 月 3 日，位于加州帕薩迪納的 NASA 噴氣推進(jìn)實驗室 (Jet Propulsion Laboratory) 的工程師們從“非 NASA 客戶”那里得知，至關(guān)重要的抗輻射芯片在輻射水平“遠(yuǎn)低于”預(yù)期的情況下測試失敗。實驗室的歐羅巴快船項目經(jīng)理喬丹?埃文斯 (Jordan Evans) 上個月在空間研究委員會 (Space Studies Board) 的會議上介紹了這個問題，該委員會是美國國家科學(xué)院的一個委員會，負(fù)責(zé)為 NASA 提供咨詢建議。
埃文斯說，評估飛船新發(fā)現(xiàn)的輻射脆弱性“正在進(jìn)行中”，“我們還有時間在為發(fā)射做準(zhǔn)備的同時繼續(xù)這項工作。”
歐羅巴快船上出現(xiàn)問題的芯片被稱為金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 (MOSFET)。NASA 行星科學(xué)部門飛行項目負(fù)責(zé)人香農(nóng)?菲茨帕特里克 (Shannon Fitzpatrick) 本周在行星科學(xué)咨詢委員會 (Planetary Science Advisory Committee) 的會議上表示，“我們發(fā)現(xiàn)其中一些 MOSFET 在低于歐羅巴周圍輻射水平的情況下出現(xiàn)故障。”她還在會議上表示，工程師尚未解決這個問題。
目前歐羅巴快船上的芯片由德國半導(dǎo)體公司英飛凌科技 (Infineon Technologies) 制造，也用于軍用航天器。英飛凌的一位發(fā)言人拒絕就“實際或潛在客戶”置評，但表示公司“制定了嚴(yán)格的流程，以確保我們的產(chǎn)品符合所有相關(guān)質(zhì)量和性能標(biāo)準(zhǔn)。”
所有訪問過木星的航天器都必須應(yīng)對木星的輻射。但只有通過近距離接觸并一頭扎進(jìn)歐羅巴的輻射沼澤，歐羅巴快船任務(wù)才能研究歐羅巴的海洋、冰層和內(nèi)部的關(guān)鍵謎團(tuán)。為了盡量減少輻射暴露，飛船將繞木星運(yùn)行，而不是直接繞歐羅巴運(yùn)行，每隔幾周會以不同的角度和最近 15 英里的距離掠過歐羅巴。
通過這項計劃，歐羅巴快船將在其預(yù)定的四年任務(wù)中以極高的分辨率拍攝歐羅巴表面 90% 的區(qū)域。
飛船及其特制的科學(xué)儀器旨在確定歐羅巴是否適合外星生命居住。歐羅巴的大小與地球的月球相當(dāng)，被冰殼包裹。冰殼下面是一個海洋，其液態(tài)咸水含量是地球的兩倍。在過去的 40 億年中，這個海洋一直與其溫暖的巖石海底以及彗星和小行星帶來的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。
本月，噴氣推進(jìn)實驗室的一個專門研究芯片的“特別小組”將與任務(wù)的科學(xué)家和工程師分享初步結(jié)果。他們正在模擬飛船如果像現(xiàn)在這樣發(fā)射，可以在歐羅巴周圍生存多長時間。如果工程師無法確認(rèn)航天器能夠按照設(shè)計完成任務(wù)，美國宇航局領(lǐng)導(dǎo)層可能不得不重新考慮任務(wù)計劃或改變其發(fā)射時間表。歐羅巴快船發(fā)射后將需要五年多的時間才能到達(dá)木星。
