مهندسی بی‌نهایت؛ کاوشگر اروپا کلیپر در جستجوی حیات زیر یخ

مأموریت اروپا کلیپر (Europa Clipper) ناسا یکی از پیچیده‌ترین و چالش‌برانگیزترین پروژه‌های فضایی است که تا به امروز طراحی و اجرا شده است. این مأموریت با هدف بررسی کامل اروپا، یکی از قمرهای سیاره مشتری، دنبال می‌شود که به‌دلیل داشتن اقیانوسی از آب مایع زیر سطح یخ‌زده‌اش، از جذاب‌ترین اهداف در لیست جستجوی حیات فرازمینی به شمار می‌رود. این کاوشگر به دنبال کشف رازهای دنیای مرموز زیر یخ‌ها می‌گردد تا سرنخ‌هایی از وجود حیات یا شرایط زیستی در خارج از زمین پیدا کند.

اما نکته‌ای که مأموریت اروپا کلیپر را از دیگر پروژه‌ها متمایز می‌کند، مهندسی شگفت‌انگیز و بی‌نظیر کاوشگر ارسالی آن است. طراحی اروپا کلیپر از ابتدا با چالش‌های بسیاری روبه‌رو بود و نوآوری‌های فناورانه‌ای را می‌طلبید که در سایر مأموریت‌های پیشین دیده نشده بود. غلبه بر این چالش‌ها تنها بخشی از پیچیدگی‌های مهندسی هستند که به شکلی هوشمندانه و پیچیده طراحی و اجرا شده‌اند.

در این مقاله، قصد داریم به بررسی دقیق این مأموریت، مهندسی بی‌نهایت دقیق کاوشگر و چالش‌های فنی آن بپردازیم و نگاهی جامع به ابزارهایی داشته باشیم که این مأموریت را ممکن کرده‌اند. از این منظر، اروپا کلیپر نه تنها یک مأموریت علمی، بلکه یک شاهکاری مهندسی است که مرزهای دانش و فناوری را به‌طرز چشمگیری گسترش می‌دهد.

اروپا، یکی از قمرهای سیاره‌ی مشتری، به‌ظاهر یک سنگ یخی بی‌جان به نظر می‌رسد. اما این سؤال که چرا قمر اروپا اینقدر مهم است، نه‌تنها علاقه‌مندان به فضا، بلکه توجه جامعه‌ی علمی جهانی را به خود جلب کرده است.

پاسخ این است که اروپا با اندازه‌ای در حد کره‌ی ماه و رگه‌هایی به رنگ سرخ، شاید در نگاه اول کم‌اهمیت به نظر برسد؛ اما سال‌هاست به‌خاطر پوششی از یخ و احتمال قوی به داشتن اقیانوسی از آب مایع زیرسطحی، در مرکز توجه دانشمندان قرار دارد.

اما چرا دانشمندان انتظار دارند در دنیایی دور از خورشید و زیر اقیانوس‌هایی یخ‌زده، آب مایع در تلاطم باشد؟

پاسخ، ساده و در عین حال پیچیده است:

تحقیقات گذشته، از جمله داده‌هایی که توسط فضاپیماهای گالیله و وویجر جمع‌آوری شده‌اند، نشان داده‌اند که نیروهای جزرومد ناشی از گرانش عظیم مشتری گرمای کافی برای ذوب یخ زیر سطح اروپا تولید می‌کنند. مدار بیضی‌شکل اروپا سبب تغییرات اثر گرانش مشتری بر پوسته و گوشته‌ی قمر می‌شود. می‌توانید اروپا را مانند توپی فرض کنید که هنگام کمینه‌ی مداری (نزدیک‌ترین فاصله به مشتری)، از دو طرف فشرده شده و زمانی که در اوج مدار است (دورترین فاصله به مشتری)، به شکل کروی بازمی‌گردد. دانشمندان نشان داده‌اند که این تغییرات سبب افزایش دمای درونی اروپا می‌شود.

شواهد این فشردگی‌ها، بر روی پوسته‌ی یخ‌زده‌ی اروپا، خودنمایی می‌کند. چین و چروک‌های رگه مانند که در سراسر سطح یخ‌زده عکس‌برداری شده‌اند، شاهدی بر فعالیت‌های درونی گوشته‌ی قمر هستند. البته این تغییر شکل میلیون‌ها سال است که تکرار می‌شود و به این ترتیب، انرژی لازم برای گرم گوشته و سبب پوسته‌ی قمر تامین می‌گردد. در نتیجه، احتمال آن می‌رود که اقیانوسی گسترده و شور، با عمقی چند برابر اقیانوس‌های زمین زیر یخ‌های این قمر در تلاطم باشد.

اما چرا وجود چنین اقیانوسی مهم است؟ هر جا آب مایع باشد، احتمال وجود حیات نیز وجود دارد. آب، انرژی شیمیایی و ترکیبات آلی، سه بخش لازم برای تشکیل حیات شناخته‌شده‌ی زمینی هستند. کشف هر سه در هر نقطه‌ای از کائنات این معنا را دارد که شرایطی پایدار برای میکروارگانیسم‌ها فراهم شده است. همین احتمال، جامعه‌ی علمی را به جستجوی پاسخ این پرسش واداشت که آیا در این اقیانوس یخی موجودات زنده‌ای وجود دارند؟

اما چطور دانشمندان به شور بودن آب روی اروپا پی برده‌اند؟ برای سال‌ها دانشمندان دلیلی برای توجیه رنگ قرمز رگه‌های روی یخ‌ها نداشتند. اما آزمایش‌های اخیر نشان داده است اگر محلول آب و نمک در معرض پرتوهای پرانرژی کیهانی مانند گاما قرار گیرند، به سرخ یا قهوه‌ای تغییر رنگ می‌دهند. عکس‌های گرفته شده از سطح اروپا، رگه‌هایی با همان رنگ مورد انتظار را نمایش می‌دهند.

اروپا کلیپر با طراحی پیشرفته‌ی خود، گام بلندی به سوی حل این معما برداشته است. این فضاپیما به گونه‌ای طراحی شده که به دور مشتری بچرخد و ملاقات‌هایی نزدیک با اروپا داشته باشد. ابزارهای علمی نصب‌شده‌ در این کاوشگر، مانند رادارهای نفوذ به یخ و طیف‌سنج‌ها، به کاوش لایه‌های یخی و بررسی ترکیبات سطحی و زیرسطحی اروپا می‌پردازند.

با کمک این ابزارها، مطالعه‌ی یخ‌فشان‌هایی که از شکاف‌های سطح اروپا به فضا فوران می‌کنند و نیز ترکیبات آن‌ها ممکن خواهد شد. یخ‌فشان‌ها پدیده‌های جذابی هستند که پنجره‌ای طبیعی به زیر پوسته‌ی یخی اروپا باز می‌کنند.

مطالعه‌ی قمرهای مشتری که از اواخر دهه‌ی ۱۹۷۰ (۱۳۵۰ شمسی) به عنوان یکی از اهداف علمی ناسا مطرح شد، به مرور زمان به یک پروژه‌ی بزرگ تبدیل گردید. در این سال‌ها، فضاپیماهایی مانند وویجر و گالیله به نزدیکی اروپا رسیدند و شواهد جالبی را از سطح یخ‌زده‌ی آن و ویژگی‌های خاصش ارائه کردند.

در سال ۱۹۹۷، مأموریتی به نام «اروپا اوربیتر» توسط تیمی برای برنامه‌ی اکتشافات ناسا (NASA's Discovery Program) پیشنهاد شد؛ اما این پروژه به دلیل نامفهوم بودن اهداف کنار گذاشته شد. با این حال تیم طراحی دست از تلاش بر نداشت و اهدافی را در راستای یافتن حیات در اروپا تعریف کرد. با مشخص شدن اهداف دقیق، فقط یک ماه طول کشید که آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا (JPL)، برنامه‌ی پیشنهادی به پروژه‌ی دیسکاوری را انتخاب و از تیم پیشنهاددهنده درخواست کند که به عنوان کمیته‌ی بررسی مأموریت همکاری کنند.

با تمدید مأموریت گالیله، برنامه‌ی جدیدی با نام مأموریت اروپا گالیله (GEM) برای بررسی اروپا به لیست ملاقات‌های این کاوشگر اضافه شد که تا ۳۱ دسامبر ۱۹۹۹ ادامه یافت. این تمدید البته با بودجه‌ای کم و تنها با ۳۰ میلیون دلار انجام شد. در مقابل تیم ۲۰۰ نفره در مأموریت اصلی، تیم مأموریت در این دوره به حدود ۴۰ تا ۵۰ نفر کاهش یافت. ولی در مواجهه با مشکلات، گاهی اعضای سابق (تیم‌های تخصصی کوتاه‌مدت با عنوان تایگر تیمز) برای حل مسائل بازگردانده می‌شدند.

در مقابل هفت روز در مأموریت اصلی، این کاوشگر در مأموریت تمدیدشده، هشت بار به اروپا، چهار بار به کالیستو و دو بار به آیو نزدیک شد و در هر ملاقات دو روز به جمع‌آوری داده پرداخت. فاصله‌ی نزدیک‌ترین عبور کاوشگر گالیله از اروپا بین ۱۹۶ تا ۳,۵۸۲ کیلومتر بود؛ آنقدر نزدیک که می‌توانست اروپا را بو کند! نتایج یافت شده، پرسش‌های جدیدی را در مورد احتمال وجود حیات مطرح کرد، اما مأموریت تمدید شده‌ی گالیله آنقدر طولانی نبود که به همه سوال‌ها، پاسخ دهد.

سارا ارجمند

قمرهای مشتری؛ ویژگی‌ها و کاوش‌ها

مطالعه '15

به دنبال کشفیات گالیله و پیشنهاد مستقل برنامه‌ی دیسکاوری برای مأموریت مدارگرد اروپا و از آنجایی‌که قمر اروپا یکی از محتمل‌ترین نقاط منظومه‌ی شمسی برای وجود حیات میکروبی در نظر گرفته شده است، ناسا مطالعات اولیه برای مأموریت‌های مختلفی از جمله پروژه‌ی پرهزینه‌ی «مدارگرد قمرهای یخی مشتری» (با بودجه ۱۶ میلیارد دلار)، «مدارگرد مشتری-اروپا» (با بودجه‌ی ۴٫۳ میلیارد دلار) و پروژه‌ای کوچک‌تر به نام «اروپا کلیپر» را آغاز کرد.

در سال ۲۰۱۳، شورای ملی تحقیقات آمریکا توصیه کرد که مأموریتی برای کشف جزییات قمر اروپا انجام شود. هزینه‌ی این پروژه که در ابتدا حدود ۲ میلیارد دلار تخمین زده می‌شد، تا سال ۲۰۲۰ به ۴٫۲۵ میلیارد دلار افزایش یافت. این مأموریت به صورت مشترک توسط آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جانز هاپکینز (APL) و آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا انجام می‌شود.

توسعه‌ی اهداف علمی و طراحی ابزارهای اولیه‌ی این مأموریت با اختصاص بودجه‌ی ۷۵ میلیون دلاری در مارس ۲۰۱۳ (اسفند ۱۳۹۱)، شروع شد. تا یک سال بعد و در ماه مه ۲۰۱۴، بودجه‌ی این پروژه برای سال مالی ۲۰۱۴ از ۱۵ میلیون دلار به ۱۰۰ میلیون دلار افزایش یافت. در سال ۲۰۱۵ و با جدی‌تر شدن جزییات اکتشافی اروپا کلیپر، ناسا از آژانس فضایی اروپا (ESA) دعوت کرد تا یک کاوشگر اضافی برای همراهی اروپا کلیپر طراحی کند. این همکاری مشابه مأموریت موفق کاسینی-هویگنس بود، اما به دلیل وجود برنامه همپوشان کاوشگر جوس، آژانس فضایی اروپا کاوشگری اضافی طراحی نکرد.

فرآیند ساخت اروپا کلیپر، یکی از پیچیده‌ترین تلاش‌های مهندسی در عرصه‌ی اکتشافات فضایی بود. از همان ابتدا، تیم‌های علمی و مهندسی مأموریت با هدف‌گذاری دقیق نیازهای فنی و عملیاتی، روند طراحی را آغاز کردند. این فرآیند شامل توسعه‌ی مدل‌های مفهومی و اصلاح مستمر آن‌ها بر اساس چالش‌های محیطی و عملیاتی پیش‌بینی‌شده در فضا بود.

وقوع همه‌گیری کرونا در سال ۲۰۲۰، می‌توانست ضربه‌ای مهلک برای برنامه‌ی آماده‌سازی این کاوشگر وارد کند. اما اشتیاق دانشمندان سبب شد تا در گروه‌های جداگانه و کوچکتر، آماده‌سازی ابزارهای عملی را دنبال کنند. جوردن اوانز، معاون پروژه‌ی اروپا کلیپر از JPL در این باره گفت:

حتی با وجود همه‌گیری کرونا، تیم ما با رعایت پروتکل‌های ایمنی در محیط کار با سرعت پیش می‌رود. آن‌ها در حال انجام کارهای حیاتی روی سخت‌افزار هستند، در حالی که باقی اعضا وظایف خود را از خانه انجام می‌دهند.

- جوردن اوانز، معاون پروژه‌ی اروپا کلیپر، آزمایشگاه JPL ناسا

چالش بعدی در فرآیند ساخت کاوشگر اروپا کلیپر، فرآیند مونتاژ نهایی بود که در محیطی بسیار کنترل‌شده به نام اتاق تمیز (Clean Room) در JPL ناسا صورت گرفت. در این اتاق، همه‌ی اجزای فضاپیما به دقت به یکدیگر متصل شدند. محیط عاری از آلودگی به مهندسان اطمینان کافی می‌دهد که هیچ ذره‌ای از مواد خارجی به ابزارهای حساس فضاپیما وارد نشده و عملکرد دقیق آن‌ها تضمین شود.

در اوایل سال ۲۰۲۲، مراحل مونتاژ، آزمایش و عملیات آماده‌سازی برای پرتاب آغاز شد. اولین ابزار علمی این مأموریت در اوایل مارس ۲۰۲۲ به JPL تحویل داده شد. این ابزار طیف‌سنج فرابنفش نام داشت که توسط تیمی از مؤسسه‌ی تحقیقات جنوب‌غربی (SwRI) در شهر سن‌آنتونیوی تگزاس طراحی و پیاده‌سازی شد.

تحویل ماژول پیشران بزرگ از مرکز گادرد به آزمایشگاه فیزیک کاربردی، نقطه‌ی عطف دیگری در روند ساخت فضاپیما بود. تیم APL سیلندرهای دوقلویی را ساخت که بدنه‌ی اصلی این ماژول را تشکیل می‌دهد و آن‌ها را به مرکز JPL ارسال کرد. سپس تکنسین‌ها، لوله‌های حرارتی را اضافه کردند که وظیفه‌ی حمل مایع خنک‌کننده برای حفظ دمای مناسب فضاپیما را بر عهده دارند.

یکی دیگر از قطعات بزرگ این کاوشگر، سامانه‌ی لوله‌کشی بازتوزیع حرارت (Heat Redistribution System) است که به لوله‌های حرارتی متصل می‌شود. این رادیاتور که ابعادی مشابه یک تخت دو نفره دارد، با صفحه‌ای به ضخامت ۷٫۵ سانتی‌متر، وظیفه‌ی مهمی دارد: انتقال گرمای اضافی کاوشگر به بیرون برای حفظ دما در محدوده‌ی عملیاتی. صفحه‌‌ی رادیاتور با تیغه‌های کوچکی پوشیده شده که به طور خودکار باز و بسته می‌شوند تا دمای کاوشگر را به‌ درستی تنظیم کنند.

در اوایل سال ۲۰۲۳، کار بر روی اتصال ماژول پیشران و سخت‌افزارهای ارتباطی (شامل الکترونیک، رادیوها، آنتن‌ها و کابل‌ها) در APL آغاز شد. همچنین ساخت یک آنتن پرقدرت (High-Gain) که شبیه به یک بشقاب بزرگ با قطر حدود ۳ متر است، در شرکت Applied Aerospace Structures Corporation در استاکتون، کالیفرنیا کلید خورد. این آنتن در تابستان سال ۲۰۲۳ به APL تحویل داده شد تا در فرآیند نصب و یکپارچه‌سازی، در کنار سایر قطعات قرار گیرد.

از دیگر بخش‌هایی که برای مرحله‌ی مونتاژ، آزمایش و عملیات پرتاب آماده شد، محفظه‌ی مرکزی کاوشگر است که در JPL توسعه داده شد. این محفظه‌ی عایق پرتو، به بالای ماژول پیشران متصل و با کیلومترها کابل تجهیز شد تا منبع تغذیه و کامپیوتر داخلی آن بتوانند با سایر زیرسامانه‌ها ارتباط برقرار کنند. به این محفظه یک صفحه ویژه، به نام عرشه‌ی نادیر (Nadir Deck) متصل می‌شود که وظیفه‌ی پشتیبانی از ابزارهای علمی را دارد.

اروپا کلیپر به گونه‌ای طراحی شده که قادر به انجام مأموریت‌های پیچیده در فاصله‌های بسیار دور از زمین باشد. برای رسیدن به این هدف، از فناوری‌های نوآورانه‌ای استفاده شده که این کاوشگر را بی‌همتا کرده است. در این ماموریت، کاوشگر باید به‌طور مداوم در دمایی حدود ۱۵۰- درجه سانتی‌گراد کار کند و در عین حال، از تابش شدید و خطرناک پرتوهای کیهانی در امان بماند.

برای محافظت از تجهیزات حساس الکترونیکی کاوشگر در برابر این تابش‌ها، تیم مهندسی به راه‌حلی نوآورانه‌ روی آورده و تصمیم به استفاده از یک محفظه‌ی آلومینیومی با ضخامت ۹٫۲ میلیمتر به نام «چارچوب تابشی» (Radiation Vault) گرفتند. این محفظه به‌طور مؤثر از اجزای الکترونیکی کاوشگر در برابر پرتوها محافظت می‌کند و تضمین می‌کند که اروپا کلیپر عملکرد دقیق و ایمنی در طول مأموریت خواهد داشت.

از آنجا که مدیریت و صرفه‌جویی در مصرف انرژی برای کنترل حرارت در این شرایط ضروری به نظر می‌رسد، سامانه‌ی «مدار سیال با پمپ مکانیکی» برای انتقال گرمای اضافی از اجزای کاوشگر استفاده می‌شود. پیشتر در مورد اندازه‌ی رادیاتور و نحوه‌ی اتصال آن صحبت شد.

در کنار این موارد، یک پمپ با کارایی بالا نیز استفاده شده که می‌تواند جریان زیاد و افزایش فشار لازم برای برآورده کردن نیازهای حرارتی این ماموریت را فراهم کند. به کار بردن چنین سامانه‌های پیشرفته‌ی حرارتی به کاوشگر اجازه می‌دهد، در دمای بسیار پایین مدار مشتری عملکرد خود را حفظ کند.

اروپا کلیپر از حسگرها، دوربین‌ها و سخت‌افزارهای ویژه‌ای برای تعیین و کنترل موقعیت خود در فضا استفاده می‌کند. این فضاپیما از دو مرجع متشکل‌از گروهی از ستارگان بهره می‌برد که «ستاره‌ی راهنما» نامیده می‌شوند. ردیاب‌ها هم دوربین‌های کوچکی مجهز به یک کامپیوتر هستند که کاتالوگی از ستارگان با موقعیت‌های شناخته‌شده را در خود ذخیره دارد. هنگامی که دوربین‌ها آسمان پرستاره را مشاهده می‌کنند، کامپیوتر الگوی ستارگان در تصاویر را با کاتالوگ ستاره‌ای خود مقایسه می‌کند و موقعیت فضاپیما (جهت و زاویه) را در فضا تعیین می‌کند.

برای حفظ جهت حرکت، کاوشگر از چهار چرخ دورانی استفاده خواهد کرد. برخلاف چرخ‌های مریخ‌نورد که روی سطح می‌چرخند، چرخ‌های این کاوشگر هرگز روی سطح سیاره‌ای حرکت نخواهند کرد. این چرخ‌های با قطری در حدود ۶۰ سانتی‌متر، از جنس فولاد، آلومینیوم و تیتانیوم هستند و نقش ژیروسکوپ را ایفا می‌کنند. این چرخش به اروپا کلیپر کمک می‌کنند تا در مدار حرکتش، گردش‌های دقیق حول سه محور انجام دهد.

اروپا کلیپر همچنین به سامانه‌های خودمختاری مجهز است که به آن این امکان را می‌دهند که در فاصله‌های دور از زمین، به طور مستقل مشکلات احتمالی را شناسایی و مدیریت کند. این ویژگی به دلیل فاصله‌ی زیاد فضاپیما از زمین ضروری به نظر می‌رسد، زیرا فرمان‌های ارسالی از زمین بلافاصله به کاوشگر نمی‌رسند و سامانه‌های کنترلی باید توانایی تصمیم‌گیری و پاسخ‌دهی به وضعیت‌های اضطراری را داشته باشد.

آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا در ماموریت اروپا کلیپر ترجیح داد تا از پردازنده‌ی مقاوم در برابر تشعشعات به نام RAD750 بهره ببرد. این پردازنده وظیفه‌ی کنترل و مدیریت داده‌ها، سامانه‌های پیشران، مدیریت انرژی و ماژول‌های ناوبری را بر عهده دارد. RAD750 یک کامپیوتر تک‌بورد مقاوم در برابر تشعشعات است که توسط شرکت BAE Systems Electronics, Intelligence & Support تولید شده است.

از ویژگی‌های برجسته‌ی RAD750 می‌توان به مقاومت آن در برابر تشعشعات با دوز دریافتی بین ۲٬۰۰۰ تا ۱۰٬۰۰۰ گری اشاره کرد. این پردازنده همچنین قادر است دمایی در بازه‌ی ۵۵- تا ۱۲۵ درجه سانتی‌گراد را تحمل کند و برای عملکرد خود تنها به ۵ وات توان نیاز دارد. این پردازنده باوجود قیمت بالا، به دلیل مقاومت در برابر شرایط سخت فضا و قابل‌اطمینان بودن، به یکی از ارکان اصلی پروژه‌های فضایی تبدیل شده‌ است.

قمر اروپا به‌طور متوسط ۵٫۶ واحد نجومی از خورشید فاصله دارد که سبب می‌شود شدت نور خورشید کمتر از ۴ درصد نور دریافتی بر روی زمین باشد. در گذشته، مأموریت‌های فضایی به‌ویژه در مدارهای دور از خورشید، از مولدهای رادیوایزوتوپی برای تأمین انرژی استفاده می‌کردند، اما اروپا کلیپر به صفحه‌های خورشیدی مجهز است. این تصمیم مهندسی نه‌تنها کارایی بالای فضاپیما را تضمین می‌کند، بلکه به کاهش هزینه‌ها و اتکا به منابع پایدار نیز کمک می‌کند.

صفحات خورشیدی عظیم این فضاپیما در فضا همچون بال باز خواهند شد و عرض این فضاپیما را به بیش از طول یک زمین بسکتبال (۳۰٫۵ متر) می‌رساند. مساحت این صفحات خورشیدی نیز بیش از ۹۰ متر مربع خواهد بود.

برای انجام حدود ۵۰ پرواز از کنار قمر مشتری، اروپا کلیپر به یک سامانه‌ی پیشران نیاز دارد که قادر باشد تغییراتی دقیق و سریع در مسیر ایجاد کند. این سامانه‌ که از سوخت هیدرازین برای کنترل موقعیت و سرعت فضاپیما استفاده می‌کند، از دقت بسیار بالایی برخوردار است و امکان انجام مانورهای پیچیده در پروازهای متعدد نزدیک به اروپا را فراهم می‌آورد.

کاوشگر اروپا کلیپر به مجموعه‌ای از ابزارهای علمی مجهز شده است که هر یک وظیفه‌ای خاص در اکتشافات علمی دارند. این ابزارها علاوه بر اینکه به حل معماهای علمی مهم کمک می‌کنند، می‌توانند سرنخ‌هایی درباره‌ی امکان وجود زندگی در این قمر یخی فراهم سازند. در ادامه، به بررسی دقیق این ابزارها و عملکرد آن‌ها می‌پردازیم.

سارا ارجمند

توسعه ابزار جدید فضاپیمای اروپا کلیپر برای کشف علائم حیات

مطالعه '6

رادار REASON با عنوان کامل «بررسی و سنجش اروپا: از اقیانوس تا نزدیک سطح» که از سرواژه‌های عبارت «Radar for Europa Assessment and Sounding Ocean to Near-surface» تشکیل می‌شود، یک رادار دو فرکانسی در باندهای ۹ و ۶۰ مگاهرتزی است که روی کاوشگر قرار دارد. رادار REASON با هدف کاوش اروپا، از جو نازک این قمر تا اقیانوس زیرسطحی طراحی شده است تا اطلاعاتی سه‌بعدی از این دنیای اسرارآمیز فراهم کند.

فرضیه‌هایی که رادار جدید قرار است آن‌ها را بررسی کند عبارتند از:

• پوسته‌ی یخی اروپا ممکن است حاوی آب مایع باشد.
• این پوسته‌ی یخی بر روی یک اقیانوس زیرسطحی قرار دارد و تحت تأثیر تغییر شکل‌های جزر و مدی است.
• جو نازک، لایه‌ی نزدیک سطح، پوسته‌ی یخی و اقیانوس با هم در تبادل موادی که برای زیست‌پذیری این قمر ضروری است، مشارکت دارند.

رادار نصب شده، فرآیندهای حاکم بر این تبادل مواد را از طریق شناسایی توزیع احتمالی مواد غیر یخی (مانند آب‌های شور و نمک‌ها) در زیر سطح بررسی خواهد کرد. این رادار همچنین مرز بین یخ و اقیانوس را جست‌وجو می‌کند، ساختار جامع پوسته‌ی یخی را مشخص می‌کند و دامنه‌ی تغییرات جزر و مدی اروپا را مشخص می‌سازد.

رادار نصب‌شده وظیفه دارد فرآیندهای مرتبط با تبادل مواد را از طریق شناسایی توزیع احتمالی عناصر غیر یخی، مانند آب‌های شور و نمک‌ها، در زیر سطح بررسی کند. علاوه‌براین، این ابزار به جست‌وجوی مرز میان یخ و اقیانوس می‌پردازد، ساختار کلی پوسته‌ی یخی را تعیین و دامنه‌ی تغییرات ناشی از جزرومد در اروپا را مشخص می‌کند.

میلاد میرکانی

راز اقیانوس‌های پنهان منظومه شمسی

مطالعه '13

این فناوری با بهره‌گیری از تجربیات غنی در زمین، ماه و مریخ، اولین رادار نفوذکننده به یخ خواهد بود که برای کاوش در منظومه شمسی بیرونی طراحی شده است. با ارسال امواج راداری و تحلیل بازتاب‌، دانشمندان قادر خواهند بود حتی لایه‌های زیرین یخ را بررسی کنند و احتمال وجود یک اقیانوس زیرسطحی را رد یا تأیید کنند.

از آنجا که این نوع رادارها تاکنون در دنیاهای یخی منظومه‌ی شمسی بیرونی آزمایش نشده‌اند، یک رویکرد نوآورانه برای ارزیابی کیفیت اندازه‌گیری‌ها توسعه داده شد. این رویکرد، عدم قطعیت‌های موجود در ویژگی‌های کلیدی اروپا را که بر عملکرد REASON تأثیر می‌گذارند، مدل‌سازی کرده و پایداری آن را در برابر طیفی از پارامترهای احتمالی که برای این قمر یخی پیشنهاد شده‌اند، تضمین می‌کند.

طیف‌سنج مادون قرمز (MISE) به‌عنوان یکی دیگر از ابزارهای علمی اروپا کلیپر، ترکیبات شیمیایی سطح اروپا را تجزیه و تحلیل می‌کند. هدف اصلی ابزار MISE بررسی قابلیت اروپا برای حمایت از حیات، از طریق جستجوی نشانه‌های اسید آمینه در طیف مادون قرمز است. این ابزار می‌تواند بین انواع مختلف اسیدهای آمینه، مانند ایزولوسین، لوسین و نسخه‌های مختلف پروتئین‌ها، تمایز قائل شود.

علاوه‌بر پروتئین‌ها، ابزار MISE امکان شناسایی و نقشه‌برداری از ترکیبات مختلف مانند مواد آلی، نمک‌ها، هیدرات‌های اسیدی، فازهای آبی-یخی، سیلیکات‌های تغییریافته و ترکیبات حاصل از پرتوزایی را نیز فراهم می‌کند.

ایجاد نقشه‌هایی از توزیع ترکیبات مرتبط با زیست‌شناسی و بررسی فرآیندهای زمین‌شناسی به دانشمندان کمک می‌کند تا تعیین کنند آیا اقیانوس‌های اروپا، انرژی شیمیایی لازم برای حمایت از حیات را دارند یا خیر. قرار است نقشه‌برداری در مقیاس بزرگ (بیش از ۱۰ کیلومتر)، به‌صورت منطقه‌ای (حدود ۳۰۰ متر) و محلی (زیر ۲۵ متر) انجام شود.

ابزار MISE همچنین اطلاعات کلیدی برای تعیین مکان‌های احتمالی فرود کاوشگرهای آینده روی اروپا که شانس بیشتری برای کشف نشانه‌های زیستی دارند، ارائه می‌دهد.

ابزار MISE به طور مؤثر در حین عبور از نزدیکی اروپا یا در مدار آن وارد عمل می‌شود و برای کار در محیط پرتوزایی شدید اروپا طراحی شده است. MISE بازه طیفی از ۰٫۸ تا ۵ میکرون (مادون قرمز نزدیک تا مادون قرمز میانی) را با زاویه‌ی دید ۲۵۰ میکرورادیان در هر پیکسل پوشش می‌دهد.

این اندازه‌گیری زمانی برجسته می‌شود که بدانید بازه‌ی ۰٫۸ تا ۲٫۵ میکرون به اندازه‌گیری هیدرات‌ها و ترکیبات سطحی عمده، اختصاص می‌یابد، درحالی که بازه‌ی ۳ تا ۵ میکرون برای شناسایی مقادیر کم مواد آلی، بیشتر محصولات پرتوزایی و تمایز نمک‌ها از هیدرات‌های اسیدی ضروری است. مولکول‌های آلی بزرگ مانند تولین‌ها دارای خطوط طیفی در طول موج‌های ۴٫۵۷ و ۳٫۴ میکرون هستند.

ماسپکس (MASPEX) یک طیف‌سنج نسل جدید با وضوح بالا، حساسیت بسیار زیاد و عملکردی بسیار بهتر نسبت به ابزارهای موجود است که توسط مؤسسه‌ی تحقیقاتی جنوب غرب طی ۱۰ سال توسعه داده شد.

این ابزار به دلیل نیاز به جداسازی و تحلیل ترکیبات فرّار پیچیده و غنی که توسط ابزار INMS کاوشگر کاسینی در قمرهای تایتان و انسلادوس کشف شد، طراحی و ساخته شده است. وضوح بالای این ابزار امکان تشخیص بدون ابهام ایزوتوپ‌های فرّار متان، آب، آمونیاک، مونوکسید کربن، نیتروژن مولکولی (N₂)، دی‌اکسید کربن (CO₂) و ترکیبات آلی کوچک (C₂، C₃ و C₄) را فراهم می‌کند.

یکی از ویژگی‌های منحصربه‌فرد ماسپکس، توانایی اندازه‌گیری ترکیبات در مقادیر بسیار کم است. این قابلیت شامل اندازه‌گیری گازهای نجیب مانند آرگون، کریپتون، زنون و ایزوتوپ‌های آن‌ها نیز می‌شود. با تجزیه‌ی ذرات جمع‌آوری‌شده از جو یا یخ‌فشان‌ها، این ابزار قادر به شناسایی ترکیبات شیمیایی و مولکول‌های آلی خواهد بود که می‌تواند سرنخ‌هایی از وجود محیط‌های مناسب برای حیات فراهم کند.

سامانه‌ی تصویربرداری اروپا (EIS)، برای تهیه‌ی تصاویر با وضوح بالا از سطح قمر تعبیه شده‌اند. آیس به کمک دو دوربین، دره‌ها، تپه‌ها، نوارهای تیره و دیگر ویژگی‌های سطح اروپا را با جزئیات ثبت خواهد کرد: یک دوربین با زاویه‌ی دید وسیع و دیگری با زاویه‌ی دید باریک. این دوربین‌ها برای نقشه‌برداری دقیق از سطح اروپا و شناسایی ساختارهای زمین‌شناسی استفاده می‌شوند.

هر دوربین یک حسگر هشت مگاپیکسلی دارد که به طول موج‌های مرئی نور و محدوده‌ای کوچک از طول موج‌های نزدیک به فروسرخ و فرابنفش حساس است. دوربین زاویه‌ی باریک می‌تواند در دو محور تا ۶۰ درجه گردش کند. هر دو دوربین تصاویر استریوسکوپی تولید خواهند کرد تا تصاویر رنگی و سه‌بعدی از سطح اروپا ارائه دهند.

آیس حدود ۹۰ درصد از سطح اروپا را با وضوح ۱۰۰ متر در هر پیکسل نقشه‌برداری خواهد کرد. این میزان شش برابر بیشتر (از نظر مساحت) و پنج برابر بهتر (از منظر وضوح) از تصاویر ثبت‌شده توسط فضاپیمای گالیله است.

دانشگاه جانز هاپکینز رهبری توسعه‌ی سامانه‌ی تصویربرداری اروپا را برعهده داشت و در طی تحقیقات به دانشمندان کمک می‌کند تا تاریخچه‌ی زمین‌شناسی اروپا را بازسازی و مکان‌های مناسب برای جستجوی حیات را شناسایی کنند.

مغناطیس‌سنج ECM (مخفف Electromagnetic Compatibility Magnetometer) ابزار بسیار حساس و دقیقی است که برای اندازه‌گیری تغییرات کوچک در ویژگی‌های میدان مغناطیسی اروپا به این قمر استفاده می‌شود. این ابزار، تغییرات میدان مغناطیسی را براساس زمان و مکان بررسی می‌کند تا به‌کمک آن‌ها بتواند وجود اقیانوس شور زیر سطح اروپا را تأیید کند.

کاوشگر اروپا کلیپر با بهره‌مندی از ۳۰۰ ابزار علمی متنوع، از جمله آهن‌رباهای موجود در سوپاپ‌های پیشران و جریان‌های الکتریکی در صفحات خورشیدی، منبع آلودگی مغناطیسی انکارناپذیری برای مغناطیس‌سنج شناخته می‌شود. به همین دلیل، این ابزار روی یک بازویی و دورتر از سایر ابزارها نصب می‌شود تا اثر تداخل کاهش یابد. با این حال، لازم است که ابزار با دقت زیادی تنظیم شود تا اثر منابع آلودگی نیز در محاسبات لحاظ شود.

ابزار ECM شامل سه حسگر فلاکس‌گیت متصل‌به هم است که در زمان پرتاب در یک محفظه نگهداری خواهد شد. این ابزار چند روز پس از پرتاب به طور کامل باز شده و روی بازوی ۸٫۵ متری جای خواهد گرفت.

در ابتدا، قرار بود یک مغناطیس‌سنج پیچیده‌تر و چندفرکانسی به نام ICEMAG روی کاوشگر نصب شود؛ اما به دلیل افزایش هزینه‌ها، در نهایت ECM جایگزین آن شد. دانشگاه جانز هاپکینز همچنین مسئولیت ساخت دستگاهی برای پایش میزان تشعشعات الکترونی است که در پروازهای نزدیک به اروپا به کاوشگر برخورد خواهند کرد. این ابزار نیز بر روی بازوی مغناطیس‌سنج نصب می‌شود.

طیف‌سنج فرابنفش اروپا (Europa Ultraviolet Spectrograph) از فناوری‌هایی بهره می‌برد که پیش‌تر در ساخت طیف‌سنج‌های تصویری فرابنفش موفقی مانند روزتا-آلیس، نیوهورایزنز و جونو استفاده شده‌اند.

این طیف‌سنج نور فرابنفش را جمع‌آوری و طول‌موج‌های آن را برای تعیین ترکیب مواد سطحی قمر و گازهای موجود در جو آن جدا می‌کند تا جو قمر را به‌دنبال نشانه‌هایی از فواره‌های احتمالی آب کاوش کند. علاوه بر این، UVS ترکیب و شیمی اتمسفر اروپا، سطح آن و نحوه‌ی جریان انرژی و اجرام اطراف این قمر را بررسی خواهد کرد.

ابزار UVS توانایی مشاهده فوتون‌ها در محدوده طول موج ۵۵ تا ۲۱۰ نانومتر و وضوح طیفی کمتر از ۰٫۶ نانومتر را دارد و از یک شکاف با زاویه‌ی ۷٫۵ درجه استفاده می‌کند. برای تحمل محیط خشن اطراف اروپا، یک مدار مجتمع مقاوم در برابر تابش در این ابزار به‌ کار گرفته شده است.

ابزار SUDA (مخفف Surface Dust Analyser) به تجزیه و تحلیل ذرات گرد و غبار اطراف اروپا پرداخته و ترکیب شیمیایی آن‌ها را بررسی می‌کند. با جمع‌آوری ذرات کوچک گرد و غبار از فضا، SUDA قادر به ارائه اطلاعات شیمیایی ارزشمندی در مورد مواد سطحی است که توسط برخوردهای شهاب‌سنگی به فضا پرتاب شده‌اند.

زمانی که غبار وارد SUDA می‌شود، از مجموعه‌ای از شبکه‌های فلزی عبور می‌کند که سرعت و مسیر غبار را اندازه‌گیری می‌کنند. این اطلاعات به شناسایی ناحیه‌ای که غبار از آنجا در سطح اروپا آمده، کمک می‌کند.

سپس غبار به یک صفحه‌ی فلزی برخورد می‌کند که باعث از هم پاشیدن دانه‌های غبار به مولکول‌های سازنده و یونیزه‌شدن برخی می‌شوند. مورتی گودیپاتی، دانشمند ناسا، عملکرد این ابزار را اینگونه توصیف می‌کند:

وقتی مولکول‌ها، یونیزه می‌شوند، باید از میدان الکتریکی SUDA پیروی کنند که آن‌ها را به سمت یک آشکارساز هدایت می‌کند. نسبت جرم به بار یون تعیین می‌کند که چقدر طول می‌کشد تا به آشکارساز برسد. این زمان‌بندی مشخص می‌کند که مولکول چه جرمی دارد و ترکیب آن چیست. ما می‌توانیم آمینواسیدها، سولفات‌ها، هر چیزی را شناسایی کنیم.

- مورتی گودیپاتی، دانشمند ناسا

ابزار PIMS که نامش از سرواژه‌های عبارت Plasma Instrument for Magnetic Sounding به معنای «پلاسما برای تحلیل صوتی میدان‌های مغناطیسی» تشکیل شده، برای اندازه‌گیری چگالی و دمای ذرات باردار در اطراف اروپا طراحی شده است. این ابزار تغییرات پلاسمای سرگردان بالای جَو را در اثر تعامل با میدان مغناطیسی مشتری بررسی می‌کند و می‌تواند به شناسایی لایه‌های زیرسطحی اروپا کمک کند.

PIMS چهار حسگر به نام فنجان فارادی (Faraday Cups) دارد که برای مطالعه‌ی چگالی، دما و سرعت پلاسمای فضایی طراحی شده‌اند. هر کدام از این فنجان‌ها حدود هشت سانتی‌متر عمق و بیست سانتی‌متر عرض دارند. در نزدیکی بالای هر فنجان، شبکه‌ای وجود دارد که میدان الکتریکی تولید می‌کند تا ذرات ناخواسته‌ی ورودی را مسدود کند. در کف هر فنجان نیز یک صفحه آشکارساز تخت و حلقوی قرار دارد که به سه بخش ۱۲۰ درجه‌ای تقسیم شده است؛ مانند یک کیک تقسیم شده به سه برش مساوی. زمانی که پلاسمای فضایی به صفحه برخورد می‌کند، جریان الکتریکی تولید می‌شود که سرعت و چگالی پلاسمای مورد نظر را نشان می‌دهد.

اگر پلاسما مستقیماً وارد فنجان فارادی شود، به مرکز صفحه برخورد کرده و جریان‌های برابری در هر سه بخش تولید می‌کند. اما زمانی که پلاسما با زاویه وارد شود، به یکی از بخش‌ها بیشتر از دو بخش دیگر برخورد می‌کند. این موضوع مشخص می‌کند که پلاسما به چه زاویه‌ای وارد فنجان شده است.

کاوشگر اروپا کلیپر در فواصل مختلف از مشتری از میدان جاذبه‌ی قمر اروپا عبور خواهد کرد. تغییرات در گرانش اعمال شده به ابزارهای کلیپر، که در اثر چرخش اروپا به دور مشتری رخ می‌دهد، اطلاعاتی درباره میزان تغییر شکل قمر در نتیجه‌ی نیروهای کِشندی ارائه خواهد داد که ارتباط مستقیم با ساختار داخلی این قمر دارد.

در دیگر آزمایش‌های مربوط به گرانش، آنتن‌های روی زمین سیگنال‌های رادیویی به اروپا کلیپر ارسال می‌کنند. سپس کاوشگر، سیگنالی با فرکانس مشابه به آنچه دریافت کرده به زمین باز‌می‌گرداند. تیم علمی، اثر داپلر و سایر جنبه‌های سیگنال رادیویی دریافتی در زمین را به دقت تجزیه و تحلیل و بازسازی می‌کند. دانشمند و مهندس JPL و محقق جاذبه، داستین بوچینو از این آزمایش بدین گونه یاد می‌کند:

درست مثل زمانی که یک ماشین آتش‌نشانی از کنار شما می‌گذرد و صدای آژیر آن تغییر می‌کند، ما تفاوت بین فرکانسی که فضاپیما ارسال و فرکانسی که زمین دریافت کرده را اندازه‌گیری می‌کنیم. تغییرات، جزئیاتی در مورد جابه‌جایی میدان جاذبه‌ی اروپا ارائه می‌کند.

- داستین بوچینو، دانشمند و مهندس JPL ناسا

Washington Post

با نزدیک شدن به تاریخ پرتاب در تابستان ۲۰۲۴، نگرانی‌هایی درباره تأخیر مأموریت و از دست رفتن فرصت پرتاب به دلیل مقاومت ناکافی قطعات در برابر تابش مطرح شد. با این حال، آزمایش‌های تکمیلی نشان داد که قطعات مورد استفاده از قابلیت خودترمیمی برخوردارند. در نهایت، در سپتامبر ۲۰۲۴، تاریخ پرتاب مأموریت برای دهم اکتبر همان سال برنامه‌ریزی شد، اما وقوع طوفان میلتون باعث شد این برنامه مجدداً به تعویق بیفتد.

سرانجام، اروپا کلیپر در چهاردهم اکتبر ۲۰۲۴ از پایگاه فضایی کیپ کاناورال با موشک قدرتمند فالکون هوی شرکت اسپیس‌ ایکس به فضا پرتاب شد. در زمان پرتاب، جرم کل این کاوشگر حدود ۶۰۰۰ کیلوگرم بود که ۶۵ درصد آن را سوخت هیدرازین تشکیل می‌داد.

پس از پرتاب، کاوشگر با سرعت بالا به مدار زمین تزریق شده و با انجام مرحله‌ی مجدد شتاب‌گیری، از گرانش زمین گریخت. این مرحله اولیه، گام حیاتی برای آغاز سفر طولانی مدت اروپا کلیپر به سمت مشتری بود.

یکی از چالش‌های اساسی در این مرحله، مدیریت دقیق سوخت و محاسبات ریاضی برای استفاده بهینه از گرانش زمین و دیگر سیارات برای شتاب‌گیری است. این روش‌ها به کاوشگر اجازه می‌دهد که بدون مصرف سوخت زیاد، سرعت و مسیر خود را تنظیم کند.

NASA

در سفر به سامانه‌ی اقماری مشتری، کاوشگر اروپا کلیپر مسیری را طی خواهد کرد که ابتدا از کنار مریخ عبور می‌کند و سپس دوباره با زمین ملاقاتی کوتاه خواهد داشت. بهره‌برداری از کمک گرانشی یکی از ایده‌های هوشمندانه در طراحی این مأموریت است که به کاهش هزینه‌ها و استفاده‌ی بهینه از سوخت کمک می‌کند.

این مسیر در مجموع حدود ۵ سال و نیم طول خواهد کشید و مسافتی حدود ۲٫۹ میلیارد کیلومتر را طی خواهد کرد. در طول این سفر، فضاپیما به‌طور مرتب با تیم‌ کنترل مأموریت در ارتباط خواهد بود تا وضعیت سامانه‌ها و ابزارهای آن بررسی و تنظیمات لازم انجام شود.

طبق برنامه‌ریزی‌ها، کاوشگر اروپا کلیپر در تاریخ ۱۱ آوریل ۲۰۳۰ (۲۲ فروردین ۱۴۰۹) وارد مدار مشتری خواهد شد. گرانش شدید مشتری یکی از چالش‌های عمده برای ورود به مدار است، به‌طوری‌که کاوشگر باید با دقت بسیار بالا سرعت خود را کاهش داده تا وارد مدار مناسب شود. برخلاف مأموریت‌های قبلی مانند گالیله که فضاپیما وارد مدار مستقیم سیاره می‌شد، کلیپر در مدار بیضوی وسیعی به دور مشتری قرار خواهد گرفت. در مدار مشتری، اروپا کلیپر حدود یک سال را صرف تغییر مسیر خواهد کرد تا برای نزدیک شدن به قمر اروپا آماده شود و درنهایت بررسی‌های خود را از ماه یخ‌زده مشتری آغاز کند.

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های مأموریت‌های فضایی، به‌ویژه مأموریت‌های بین‌سیاره‌ای مانند اروپا کلیپر، انتقال داده‌های علمی به زمین است. اطلاعات جمع‌آوری شده از ابزارهای علمی (از تصاویر سطح اروپا تا داده‌های طیفی و تحلیل‌های پیچیده‌ی جوی و ساختار قمر)، از طریق ماژول ارتباطات رادیویی ویژه‌ای که توسط APL ساخته شد، به زمین منتقل می‌شود.

آنتن بشقابی ۳ متری با بهره‌ی بالا (High-Gain Antenna) که در کاوشگر به کار گرفته شده است، به‌گونه‌ای طراحی شده که بتواند داده‌ها را با پهنای باند بالا ارسال کند و در عین حال در برابر نویز و اختلالات محیطی مقاوم باشد. علاوه‌براین، کاوشگر دارای آنتن کمکی کوچکتری دارد که برای عملیات کنترلی فضاپیما استفاده خواهد شد.

با توجه به فاصله‌ی بسیار زیاد اروپا کلیپر از زمین که حدود ۶۳۰ میلیون کیلومتر است، سیگنال‌های رادیویی بین کاوشگر و زمین زمان قابل‌توجهی (حدود ۳۵ تا ۵۰ دقیقه) برای رسیدن به مقصد خود نیاز دارند. این تأخیر زمانی، برنامه‌ریزی دقیق برای ارسال و دریافت داده‌ها را الزامی می‌کند. علاوه‌براین، تداخل تابش‌های کیهانی و امواج الکترومغناطیسی در اطراف مشتری می‌تواند سیگنال‌های مخابراتی را تحت تأثیر قرار دهد. برای مقابله با این چالش‌ها، سامانه‌ی مخابراتی اروپا کلیپر از تقویت‌کننده‌های سیگنال و فناوری‌های کدگذاری مقاوم در برابر نویز بهره می‌برد.

داده‌ها پس از جمع‌آوری، ابتدا در حافظه‌ی داخلی کاوشگر ذخیره می‌شوند. این حافظه‌ها از نوع حالت جامد هستند که ظرفیت بالایی دارند و در برابر شرایط سخت فضایی، ازجمله پرتوهای پر انرژی و نیروی مغناطیسی مشتری، مقاوم هستند. سپس داده‌ها به تدریج به سامانه‌ی مخابراتی منتقل شده و از طریق آنتن اصلی به زمین ارسال می‌شوند.

مسیر انتقال داده‌ها به دو مرحله‌ی اصلی تقسیم می‌شود. اولین مرحله شامل ارسال داده‌ها از اروپا کلیپر به شبکه‌ی عمیق فضایی (DSN) است. این شبکه‌ی گسترده از آنتن‌های بسیار بزرگ، که توسط ناسا مدیریت می‌شود، می‌تواند با کاوشگر ارتباط دائم داشته باشد.

سارا ارجمند

دانلود پرسرعت در فضا؛ چرا ناسا برای نسل بعدی ارتباطات فضایی به لیزر رو آورده است؟

مطالعه '5

مرحله‌ی دوم، انتقال داده‌ها از ایستگاه‌های DSN به مراکز علمی و تحقیقاتی است. در این مراکز، داده‌ها رمزگشایی شده، تحلیل و بایگانی می‌شوند تا برای بررسی‌های علمی بیشتر دردسترس قرار گیرند.

پس از رسیدن به سامانه‌ی اقماری مشتری، اروپا کلیپر در حدود چهار سال به مطالعه‌ی اروپا خواهد پرداخت که البته این مدت بسته به میزان ذخیره‌ی سوخت و عملکرد تجهیزات فضاپیما می‌تواند تمدید شود. در صورتی که ابزارها و سامانه‌های اروپا کلیپر پس از پایان مأموریت اصلی همچنان عملکرد مطلوبی داشته باشند، ممکن است ناسا تصمیم به اجرای مأموریت‌های جانبی بگیرد. به این ترتیب، مأموریت اروپا کلیپر به‌طور چشم‌گیری فراتر از برنامه‌ریزی اولیه ادامه یابد. این امر به‌ویژه در صورت داشتن یافته‌های مهم از سایر قمرهای مشتری، مورد توجه قرار خواهد گرفت.

اروپا، این دنیایی یخی، به لطف ویژگی‌های منحصربه‌فرد، همیشه مورد توجه دانشمندان بوده است. مأموریت اروپا کلیپر با هدف بررسی دقیق این قمر، می‌تواند چشمان ما را به سوی دنیای جدیدی باز کند. حتی اگر نشانه‌ای از حیات در اروپا یافت نشود، داده‌های این مأموریت مسیرهای علمی و تحقیقاتی آینده را مشخص خواهند کرد تا شاید روزی یک فرودگر یا زیردریایی برای کاوش عمیق‌تر در این اقیانوس‌های اروپا یخی ارسال شود.

برای تحقق اهداف مأموریت، ناسا نیاز به یک کاوشگری با طراحی خاص داشت تا بتواند با چالش‌های بی‌شماری مانند میدان‌های مغناطیسی قوی مشتری و دوری از خورشید مقابله کند. مهندسان با طراحی یک ساختار مقاوم و استفاده از صفحه‌های خورشیدی گسترده، توانستند این مأموریت را ممکن سازند.

نکته‌ی جذاب دیگر در مأموریت اروپا کلیپر، بهره بردن از ابزارهای علمی پیشرفته‌ای است که هر کدام نقش ویژه‌ای در کشف رازهای اروپا دارند: طیف‌سنج‌هایی برای شناسایی ترکیبات شیمیایی سطح اروپا و رادارهایی برای نفوذ به لایه‌های یخی. این ابزارها به دانشمندان امکان بررسی ساختار و ترکیبات سطح و زیرسطح اروپا را با دقتی بی‌سابقه را می‌دهند تا شاید نشانه‌هایی از حیات را در این قمر کشف کنند.

در پایان، سؤال‌های بی‌شماری در ذهن بسیاری از علاقه‌مندان شکل می‌گیرد که باید برای پاسخ آن‌ها چند سالی صبر کنیم:

این داده‌ها چه رازهایی را برای بشر آشکار خواهند کرد؟ آیا سرنخ‌هایی از وجود حیات در اعماق یخی اروپا خواهیم یافت؟ آیا این مأموریت پرده از این راز برمی‌دارد که چرا این قمر یخی چنین پتانسیل شگفت‌انگیزی برای حیات دارد؟

اروپا کلیپر تنها یک مأموریت علمی نیست، بلکه نمادی از آرزوی بی‌پایان انسان برای کشف ناشناخته‌‌ها است؛ مأموریتی که می‌تواند نشان دهد زندگی شاید فراتر از زمین، در گوشه‌ای دیگر از کهکشان و در جهانی دوردست، در جریان باشد. این کاوشگر با مهندسی خیره‌کننده خود یادآوری می‌کند که هیچ مرزی برای علم و تخیل وجود ندارد و بشر روزی می‌تواند با کشفیات جدید، گامی کوچک اما جهشی بزرگ را دوباره تکرار کند.