Ein bahnbrechendes neues Massenspektrometer, das vom Southwest Research Institute (SwRI) entworfen und gebaut wurde, wurde für die Integration in die Raumsonde Europa Clipper der NASA geliefert. Europa Clipper soll 2024 starten und 2030 im Jupitersystem eintreffen. Europa Clipper wird eine detaillierte wissenschaftliche Untersuchung des Mondes Europa durchführen und untersuchen, ob er lebensfähige Bedingungen beherbergen könnte.
Das Instrument MAss Spectrometer for Planetary EXploration (MASPEX) wird eines von neun wissenschaftlichen Instrumenten in der Missionsnutzlast sein, zu der auch Europa-UVS gehört, ein vom SwRI entwickelter Ultraviolett-Spektrograph, das neueste in einer Reihe von Raumfahrzeuginstrumenten. MASPEX wird die Gase in der Nähe von Europa analysieren, um die Chemie der Oberfläche, der Atmosphäre und des vermuteten unterirdischen Ozeans von Europa zu verstehen. MASPEX wird untersuchen, wie Jupiters Strahlung Europas Oberflächenverbindungen verändert und wie seine eisige Oberfläche und der unterirdische Ozean Material austauschen.
„MASPEX hat eine hundertmal feinere Massenauflösung als alles, was zuvor in den Weltraum geflogen ist“, sagte SwRI Senior Vice President Jim Burch, der als MASPEX-Hauptforscher fungiert. Burch leitet den Weltraumsektor des Instituts mit drei Abteilungen, die sich der Weltraumwissenschaft, der Wissenschaft des Sonnensystems und den Weltraumsystemen widmen.
„SwRI hat interne Finanzierung und NASA-Ressourcen genutzt, um ein Instrument zu entwickeln, das in der Lage ist, zwischen Molekülen mit nahezu identischen Massen zu unterscheiden, basierend auf der Energie, die die Atome bindet. Es unterscheidet auch Isotope – Atome mit der gleichen Anzahl von Protonen, aber einer unterschiedlichen Anzahl von Neutronen. Diese Fähigkeiten entscheidend sind, um die Geheimnisse Europas zu lüften.“
Nach seiner Ankunft wird Europa Clipper Jupiter umkreisen und wiederholt nahe Vorbeiflüge am eisigen Mond durchführen. MASPEX funktioniert, indem es Gasmoleküle aufnimmt, die von der Oberfläche Europas aufgewirbelt werden, und sie in geladene Teilchen, sogenannte Ionen, umwandelt. Es lässt die Ionen (Atome und Moleküle, denen ein Elektron fehlt) bis zu 400 Mal im Instrument hin und her springen. MASPEX misst die Masse dieser Ionen, indem es ihren Durchgang durch das Instrument zeitlich festlegt, was die Identität jedes Moleküls aufdeckt, was wiederum dazu beiträgt, festzustellen, ob Europa bewohnbar ist.
„Es war eine enorme Teamleistung, dieses Weltraum-Massenspektrometer der nächsten Generation zu bauen, zu testen und zu liefern“, sagte Steve Persyn, Projektmanager für MASPEX und Programmdirektor in der Space Systems Division des SwRI. „SwRI verfügt über jahrzehntelange Erfahrung in der Entwicklung und im Bau von Instrumenten für Weltraummissionen.“
Zu den von SwRI entwickelten Instrumenten gehören mehrere an Bord der NASA-Raumsonde New Horizons zum Pluto und zum Kuipergürtel, der Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), die Raumsonde Juno, die jetzt Jupiter umkreist, und der JUpiter ICy Moons Explorer (JUICE) der ESA, dessen Start 2023 geplant ist umkreisen sowohl Jupiter als auch seinen Mond Ganymed.
„Wir hoffen, Schwaden und andere Gasquellen, die aus Rissen in der Eisoberfläche Europas entweichen, zu identifizieren und durchzufliegen“, sagte Dr. Christopher Glein vom SwRI, Mitforscher von MASPEX und planetarer Geochemiker. „Wir wissen, dass Mikroben auf der Erde jedes Molekül ausnutzen, das als Nahrungsquelle dienen kann. MASPEX wird Europa Clipper dabei helfen, festzustellen, ob es etwas für Mikroben zu essen gibt, wie zum Beispiel organische Moleküle, die aus hydrothermalen Quellen am Boden von a stammen könnten Tiefsee. Die Daten dieser spannenden Mission werden uns einen viel umfassenderen Einblick in die Bewohnbarkeit Europas geben.“