備受期待的美國宇航局噴氣推進實驗室（JPL）的歐羅巴探測器的發(fā)射標志著多年專注工作的成果。成百上千的工程師、科學(xué)家和研究人員花費了無數(shù)小時設(shè)計、建造和測試這艘宇宙飛船，為它前往木星冰冷衛(wèi)星歐羅巴的5年半旅程做準備。在各種組件中，JPL增材制造團隊的一個重要里程碑是包含了一個拓撲優(yōu)化支架，該支架使用EOS M290打印機上的Al6061R2材料3D打印而成，遵循美國宇航局嚴格的6030標準。

探索美國宇航局歐羅巴探測器前往木衛(wèi)二的任務(wù)，了解開創(chuàng)性的技術(shù)和科學(xué)調(diào)查。 

歐羅巴探測器宇宙飛船 

歐羅巴探測器是一艘由太陽能驅(qū)動的機器人宇宙飛船，旨在對木星的冰冷衛(wèi)星歐羅巴進行首次詳細調(diào)查。宇宙飛船將繞木星軌道運行，并近50次飛越歐羅巴，以確定歐羅巴表面下是否有地方能夠支持生命。

展開太陽能陣列后，歐羅巴探測器跨度超過100英尺（約30米）——大約相當于一個籃球場的長度。宇宙飛船的主體由其航空電子艙、射頻模塊和推進模塊組成。 發(fā)射時，歐羅巴探測器的重量將約為13,000磅（6,000公斤）。幾乎一半的重量將是燃料——近6,000磅（2,750公斤）的推進劑。

歐羅巴探測器的九個科學(xué)儀器是有史以來探索外太陽系最先進、最靈敏的。一些儀器傳感器安裝在朝向下方的甲板上，這穩(wěn)定了它們，確保在飛越期間它們正確地朝向歐羅巴。兩個儀器旨在捕捉氣體和塵埃，而不是面向飛船運動的方向。雷達天線直接安裝在宇宙飛船的太陽能陣列上。此外，宇宙飛船的磁力計和等離子體傳感器安裝在一個從宇宙飛船延伸出來的臂上，減少了宇宙飛船的阻礙和磁干擾。儀器的電子設(shè)備安裝在一個艙內(nèi)，以保護它們免受輻射。

歐羅巴探測器任務(wù) 

歐羅巴探測器代表了美國宇航局首次專門探索歐羅巴的任務(wù)，歐羅巴是木星的四大衛(wèi)星之一，由伽利略·伽利萊在1610年發(fā)現(xiàn)。雖然以前的任務(wù)，如伽利略號和旅行者號，提供了對歐羅巴冰冷表面的一瞥，但這次任務(wù)的獨特之處在于它專注于衛(wèi)星的潛在可居住性。人們認為歐羅巴在其厚厚的冰殼下有一個地下海洋，科學(xué)家推測這個環(huán)境可能擁有生命所需的基本條件。

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任務(wù)的主要目標是調(diào)查歐羅巴是否擁有支持生命的必備要素：液態(tài)水、能源和正確的化學(xué)構(gòu)件。雖然歐羅巴探測器不是設(shè)計用來直接探測生命的，但其一系列復(fù)雜的儀器將分析月球的表面和地下，尋找它可能適宜居住的跡象。

歐羅巴的表面是一個廣闊的冰原，但在它下面，科學(xué)家們相信有一個含鹽的海洋，其水量超過地球上所有海洋的總和。這個隱藏在數(shù)公里冰下的海洋，幾十年來一直吸引著研究人員。由于木星的巨大引力產(chǎn)生的潮汐力，造成摩擦和加熱，使歐羅巴的海洋保持液態(tài)。

歐羅巴探測器將使用穿透冰層的雷達來調(diào)查這個隱藏的海洋，這是一種旨在測繪冰層厚度并可能探測液態(tài)水口袋的儀器。了解這個海洋的深度和組成是判斷它是否能夠支持生命的關(guān)鍵。

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木星的強烈輻射對任務(wù)構(gòu)成了重大挑戰(zhàn)。歐羅巴的軌道位于太陽系中最危險的輻射環(huán)境中，僅次于太陽的輻射。暴露于木星強大的磁場可能會損壞敏感的宇宙飛船電子設(shè)備。為了應(yīng)對這一點，歐羅巴探測器配備了一個特別設(shè)計的艙，以保護其電子設(shè)備免受輻射。此外，宇宙飛船的軌道經(jīng)過精心規(guī)劃，以盡量減少其在木星嚴酷輻射帶中的時間。

這些輻射挑戰(zhàn)促使美國宇航局的工程團隊設(shè)計尖端的保護技術(shù)，確保宇宙飛船在其任務(wù)期間保持功能，即使在對大多數(shù)宇宙飛船致命的條件下也是如此。

歐羅巴探測器擁有迄今為止送往外太陽系的最先進科學(xué)儀器陣列之一。這些工具將允許宇宙飛船在計劃的49次飛越月球期間收集有關(guān)歐羅巴表面組成、地質(zhì)和大氣的數(shù)據(jù)。

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歐羅巴探測器任務(wù)的一個亮點是使用增材制造（AM）來創(chuàng)建任務(wù)關(guān)鍵部件。拓撲優(yōu)化支架，使用EOS M290打印機在JPL上3D打印的Al6061R2鋁，代表了這項技術(shù)在太空探索應(yīng)用中的一個里程碑。支架設(shè)計符合嚴格的NASA-6030標準，確保其在太空惡劣條件下的結(jié)構(gòu)完整性和性能。

使用3D打印允許創(chuàng)建復(fù)雜的輕質(zhì)部件，這些部件根據(jù)宇宙飛船的具體要求量身定制，減輕重量并提高效率。這一突破證明了增材制造的進步及其在構(gòu)建下一代宇宙飛船中的日益增長的作用。

在2024年10月搭載SpaceX Falcon Heavy火箭發(fā)射后，歐羅巴探測器將開始為期5年半的前往木星的旅程，大約覆蓋18億英里（29億公里）。宇宙飛船將進行火星和地球的重力輔助飛越，以獲得其長途跋涉到外太陽系所需的速度。到2030年，歐羅巴探測器將進入木星軌道，開始對歐羅巴進行詳細研究。

在未來幾年中，宇宙飛船的團隊將完善其操作并測試科學(xué)儀器，以確保它們以最佳狀態(tài)運行。計劃的49次飛越歐羅巴將為月球的表面和地下提供新的見解，逐漸拼湊出其潛在生命的故事。