Czy istnieje bardziej skomplikowany i wyrafinowany projekt inżynierii technologicznej niż statek kosmiczny? Może akcelerator cząstek lub projekt syntezy jądrowej. Ale oprócz tych dwóch odpowiedź brzmi prawdopodobnie nie.
Statki kosmiczne, takie jak SOK ESA, nie wyskakują z laboratorium gotowe do startu. Każdy statek kosmiczny, taki jak JUICE, ma osobną konstrukcję i wymaga lat - a nawet dekady lub więcej - pracy, zanim jeszcze zobaczy wyrzutnię. Z zaplanowaną datą premiery 2022, JUICE jest w środku wszystkich tych prac. Teraz jego kamery rejestrują obrazy Jowisza i jego lodowych księżyców w ramach kalibracji i dostrajania nawigacji.
„Szczególnie sensowne było przeprowadzanie testów już w miejscu docelowym!”
Gregory Jonniaux, ekspert od nawigacji nawigacyjnej w Airbus Defence and Space.
JUICE to Jupiter Icy Moons Explorer. Jego misją jest orbitowanie Jowisza i wykonywanie powtarzających się przelotów księżycowych gigantów gazowych: Callisto, Ganymede i Europy. W końcowej fazie swojej misji JUICE wyląduje na orbicie wokół Ganymede, największego księżyca Układu Słonecznego, w celu uzyskania dłuższego wyglądu. (JUICE będzie pierwszym statkiem kosmicznym, który okrąży księżyc innej planety.) Pod koniec swojej misji w lutym 2034 r. Statek zostanie wycofany z eksploatacji przez uderzenie w Ganymede.
Jego profil misji jest dość złożony, a cała ta złożoność wymaga precyzyjnej nawigacji. NavCam (kamera nawigacyjna) statku kosmicznego odegra ważną rolę w ustaleniu pozycji i prędkości JUICE w stosunku do księżyców, które odwiedza. (Oczywiście pomocne będzie także śledzenie radiowe.) Sygnał radiowy w obie strony między Ziemią a Jowiszem zajmuje około 1 godziny i 45 minut, dlatego niezbędny jest autonomiczny system nawigacji. NavCam jest kluczową częścią tego systemu.
Te zdjęcia Jowisza i jego księżyców zostały zrobione za pomocą NavCam, ale nie wtedy, gdy był on podłączony do statku kosmicznego. Zespół inżynierów Airbusa, głównego wykonawcy misji JUICE, zabrał NavCam na dach budynku Airbus Facility w Tuluzie we Francji. Celem było przetestowanie NavCam w rzeczywistych warunkach na niebie.
Testowali inżynierski model NavCam i skupili się na różnych interfejsach oprogramowania i sprzętu, w tym na przetwarzaniu obrazu i oprogramowaniu do nawigacji. Nie tylko obserwowali Księżyc i inne obiekty, ale ostateczny cel statku kosmicznego, Jowisz i jego księżyce.
„Nic dziwnego, że w odległości około 640 milionów kilometrów księżyce Jowisza są widoczne tylko jako piksel lub dwa, a sam Jowisz wydaje się nasycony zdjęciami o długiej ekspozycji potrzebnymi do uchwycenia zarówno księżyców, jak i gwiazd tła, ale te obrazy są przydatne - dostroić nasze oprogramowanie do przetwarzania obrazu, które będzie działało autonomicznie na pokładzie statku kosmicznego ”- powiedział w komunikacie prasowym Gregory Jonniaux, ekspert nawigacyjny oparty na wizji w Airbus Defence and Space. „Szczególnie sensowne było przeprowadzanie testów już w miejscu docelowym!”
Środowisko wokół Jowisza jest szczególnie nieprzyjemne, jeśli chodzi o promieniowanie. NavCam, a także wszystkie inne systemy statku kosmicznego, muszą być chronione przed tym promieniowaniem. Wszystkie oprzyrządowanie i systemy są krytyczne, ale być może żaden nie jest tak krytyczny jak sprzęt nawigacyjny, taki jak NavCam.
Celem NavCam jest dostarczenie precyzyjnie dostosowanej nawigacji wymaganej do działania w regionie. JUICE będzie nie tylko pierwszym statkiem kosmicznym, który okrąży księżyc innej planety, ale również jego latające muchy zabiorą go bardzo blisko księżyców - od 200 km do 400 km od powierzchni. Precyzyjna nawigacja NavCam pozwoli JUICE bezpiecznie i skutecznie podróżować po Jowiszu, a także oszczędzać paliwo.
Oczywiście, gdy statek kosmiczny znajdzie się w Jowiszu, sytuacja będzie wyglądać znacznie inaczej. Podczas lotów i na orbicie Ganimedesa NavCam będzie mógł zobaczyć cechy powierzchni na księżycach. Część testów NavCam polegała na dostarczeniu symulowanych obrazów tego, co zobaczy, gdy już tam będzie.
„Symulowane widoki księżyców Jowisza dają bardziej realistyczne wrażenie tego, co nasz NavCam zarejestruje podczas flybys”, dodaje Daniele Gherardi, ekspert ESA Guidance, Navigation and Control, w tym samym komunikacie prasowym. „Oczywiście zestaw naukowych aparatów fotograficznych o wysokiej rozdzielczości zaimponuje nam jeszcze bardziej szczegółowymi zagadkami.”
System obrazowania, o którym mówi Gherardi, nazywa się JANUS (Jovis, Amorum ac Natorum Undique Scrutator.) Jest to zaawansowany system obrazowania o wysokiej rozdzielczości z rozdzielczością przestrzenną do 2,4 m / piksel (7,9 stopy / piksel). Zapewnia również stereo obrazowanie i zostanie zintegrowany z danymi spektralnymi, laserowymi i radarowymi w celu zapewnienia pomiarów geomorfologicznych.
To nie jedyne testy, które przejdą NavCam, gdy ESA i Airbus zmierzają w kierunku ostatecznego uruchomienia misji w 2022 roku. Do końca roku NavCam zostanie przetestowany z „kompletnym zespołem optyki reprezentatywnej dla lotu”. Następnie zostanie przetestowany pod kątem integracji z resztą statku kosmicznego JUICE. A po uruchomieniu ESA użyje inżynieryjnego modelu NavCam do wsparcia operacji misji.
Jest wiele sposobów na uruchomienie JUICE, ale te daty mogą nas zaskoczyć. Nie tak dawno temu cierpliwie czekaliśmy na wystrzelenie statku kosmicznego JUNO NASA na Jowisz. Teraz JUNO krąży wokół Jowisza od ponad trzech lat, a NASA przedłużyła swoją misję do lipca 2021 r.
Ale podczas gdy w JUNO chodzi przede wszystkim o samego Jowisza, JUICE koncentruje się na oceanicznych księżycach wokół Jowisza, próbując ustalić ich potencjał do podtrzymania życia. Ale nie da się tego zrobić bez precyzyjnej nawigacji, o to właśnie chodzi w NavCam.
WIĘCEJ:
- Komunikat prasowy ESA: MISJA JUPITERA PIERWSZE ZDJĘCIA PRZEZNACZENIA - Z ZIEMI
- ESA: Misja JUICE
- Space Magazine Video: Exploring the Icy Moons of Jupiter. Europa Clipper NASA i SOK ESA
