Der NASA-Satellit "Europa Clipper" soll im Jahr 2024 starten und den Jupiter umkreisen, um zu dessen Mond Europa zu gelangen. Er wird eine Reihe von Instrumenten an Bord haben, um das Magnetfeld des Mondes zu messen und nach unterirdischen Seen unter der dicken Eiskruste des Mondes zu suchen. Auf der Suche nach Leben in unserem Sonnensystem wird der Jupitermond Europa - etwas kleiner als unser Mond - schon lange als mögliche Heimat für außerirdisches Leben angesehen. Jüngste Hinweise deuten darauf hin, dass sich unter der eisigen Kruste des Mondes ein Ozean befindet, möglicherweise mit Wasser, das den richtigen chemischen Cocktail für Leben aufweist.
Nach dem Abschluss der letzten Entwurfsphase im vergangenen Jahr wird die Entwicklung des Europa Clippers nun fertiggestellt, einschließlich der Konstruktion und des Baus der entscheidenden Instrumente des Satelliten. Die Endmontage und die Tests werden vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Zusammenarbeit mit dem Johns Hopkins Applied Physics Laboratory durchgeführt.
"Der Europa Clipper ist eine riesige Raumsonde, vollgepackt mit wissenschaftlichen Instrumenten, um die Oberfläche und die darunterliegende Struktur vom Mond Europa zu untersuchen", sagt Martin Greuter, Sektorleiter Beschichtung, wissenschaftliche Instrumente und Forschung bei VAT. "Allein die Solarpanels sind über 22 Meter lang - länger als ein Basketballfeld!"
Zur Nutzlast vom Europa Clipper gehören außerdem Kameras, ein eisdurchdringendes Radar (zur Messung der Dicke der Eishülle), ein Magnetometer (zur Messung der Stärke/Richtung des Magnetfelds des Mondes), ein Gerät zur Messung der thermischen Oberfläche (um nach Ausbrüchen von wärmerem Wasser zu suchen) und weitere Instrumente (zur Erkennung von Wasser oder Partikeln in der Atmosphäre).
Während der Entwicklungsphase des Projekts arbeitete VAT mit dem Southwest Research Institute (SwRI) in Texas (USA) zusammen, um ein Ventil für das Massenspektrometer des Satelliten zu entwickeln und zu bauen, mit dessen Hilfe die Struktur der Oberfläche von Europa bestimmt werden soll. Da der intensive Strahlungsgürtel des Jupiters die Elektronik des Satelliten schnell verschmoren würde, muss das Spektrometer sowohl extrem robust als auch präzise sein - Parameter, die auch für das maßgeschneiderte VAT-Ventil galten. Das VAT-Ventil ist eines der einzigen Ganzmetallventile, das wiederholt hermetisch geschlossen werden kann - um die geforderte Leckrate von <1E-10 mbar-l/sec zu erfüllen, einen relativ hohen Leitwert aufweist (was seine Größe bestimmte) und keine Polymere oder Kohlenwasserstoffe enthält, da diese Materialien vom Instrument erfasst werden würden.
Das VAT-Team hat das Ventil für das Massenspektrometer so konstruiert, dass es extrem präzise ist, viel präziser als Standardventile. Die engen Toleranzen ergeben sich aus der kompakten Bauweise des Instruments und der Notwendigkeit, die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls zu minimieren - da das Ventil etwa 390 Millionen Meilen vom nächsten VAT-Ingenieur entfernt arbeiten wird! Das Konstruktionsteam arbeitete auch eng mit der VAT-Produktion zusammen, um sicherzustellen, dass die Toleranzen eingehalten werden.
Ein sehr präziser Zeitplan ist auch für die Konstruktion und Entwicklung des VAT-Ventils und des Massenspektrometers entscheidend. Die Expertenteams und Ressourcen, die sich dem Zusammenbau des Analyseinstruments widmen und es für den Start vorbereiten, sind seit Langem eingeplant; auch der Raketenstart im Oktober 2024 wurde Jahre im Voraus festgelegt.
"Da der Zeitplan für das Projekt keinen Spielraum für Fehler zulässt, musste VAT die technische Herausforderung meistern und eine einwandfreie Lösung pünktlich liefern", fügt Joshua LeBeau, VAT General Vacuum Channel Manager USA, hinzu. "Sowohl SwRI als auch die NASA vertrauten dem VAT-Team diese Herausforderung zu meistern."
Die Präzisionstechnologie von VAT wird dafür sorgen, dass sich das Spektrometerventil öffnet, sobald der Satellit Europa Clipper in die Atmosphäre von Europa eintritt, Proben sammelt und sich dann für die Messung schließt. Bei der Konstruktion und Herstellung des Ventils wurde besonders darauf geachtet, die Ventiloberflächen von potenziellen irdischen Elementen zu reinigen, die die Messproben verunreinigen könnten.
"Europa Clipper ist ein extrem spannendes Projekt", fügt Martin Greuter hinzu. "Das VAT-Team, das an der NASA-Mission beteiligt ist, ist stolz darauf, dass seine Expertise ins Weltall gelangt - und sich an der Suche nach außerirdischem Leben beteiligt!"
VAT arbeitet seit langem mit dem CERN, dem größten Teilchenphysiklabor der Welt, zusammen. Sektorventile, die von einem Spezial-Team der VAT entwickelt wurden, helfen dabei, die UHV-Bedingungen innerhalb des Large Hadron Collider (LHC) des CERN intakt zu halten. (3 min. Lesezeit)
Mit dem Aufbau eines Netzwerks von Detektoren soll die Entstehung von Gravitationswellen genauer untersucht werden. Der neue LIGO India Detektor vertraut auf VAT Technologie für eines der größten Vakuumsysteme der Welt. (4 min. Lesezeit)
TOFWERKs Flugzeit-Massenspektrometer bestechen durch ihre unglaubliche Präzision – VAT Vakuumventiltechnik unterstützt dabei. Seit mehr als einem Jahrzehnt verbindet TOFWERK und VAT eine produktive Entwicklungskooperation. (6 min. Lesezeit)