NASA木衛二探測器歐羅巴快船出現重大設計失誤場效應管可能無法抵擋高能量輻射
由美國航空暨太空總署(NASA) 製造的木衛二探測器歐羅巴快船號計畫於2024 年10 月搭乘SpaceX 獵鷹9 號重型運載火箭發射,這艘機器人探測器耗資50 億美元,直接探測目標是木星的第二顆衛星伽利略。
木衛二是一顆冰封的海洋衛星,目前科學家猜測在封凍的海洋下可能有適合生命生存的條件,就像是地球的深海環境,地球上的生命最初就是在深海裡誕生。
不過目前任務團隊已經發現歐羅巴快船號可能會陷入危險,因為任務團隊成員發現用於控制偵測器電流的裝置內部的電晶體有問題。
今年5 月任務團隊被告知與電晶體類似的零件在低於預期的輻射劑量下可能會出現故障,這個零件是金屬氧化物半導體場效應管即MOSFET,這些場效電晶體由半導體公司英飛凌製造。
所謂低於預期的輻射劑量指的是通常這些電子元件是可以承受宇宙輻射的,但在木星附近不適用於這種情況,原因在於木星的引力非常大。
木星是太陽系質量和體積最大的行星,木星系統(木星和木星衛星構成的子系統) 磁場是地球的2 萬倍,超強的磁場會捕獲更多帶電粒子並將其加速到非常高的能量,這種情況下會產生強烈的輻射攻擊木衛二及其他衛星。
歐羅巴快船號的目標是被木衛二捕獲成為這顆衛星的衛星,以便能夠盡可能接近木衛二以探測這顆衛星,尤其是木衛二的冰封海洋。
NASA 上週發布消息稱,負責這項任務的JPL 噴射推進實驗室和約翰霍普斯金應用物理實驗室和NASA 戈達德太空飛行中心正在對這些電晶體進行測試。迄今為止獲得的數據表明,一些電晶體很可能在木星及其衛星木衛二附近的高輻射環境中失效,因為這些零件的抗輻射能力不如預期。
該團隊正在努力確定有多少晶體管可能受到影響,以及它們在飛行中的表現,同時NASA 正在評估木星系統中最大限度延長晶體管壽命的方案,初步分析預計將於7 月底完成。
這時候才發現電晶體有問題顯然已經非常遲了,此時也沒辦法簡單地更換這些電晶體,不過除非NASA 的評估顯示有跡象顯示故障的場效電晶體會導致災難性的故障,否則NASA 可能還會繼續依照原計畫也就是今年10 月發射歐羅巴快船號。
目前英飛凌並未就此事發布回應,照理說英飛凌是按照NASA 提供的技術規格製造這些場效應管應該不會出現太大的失誤,因此有可能是歐羅巴快船號設計之初就沒有考慮到木星系統超強的輻射。