Onko olemassa monimutkaisempaa ja hienostuneempaa teknisen suunnittelun hanketta kuin avaruusalusta? Ehkä hiukkaskiihdytin tai fuusiovoimaprojekti. Mutta muihin kuin näihin kahteen, vastaus on todennäköisesti kieltävä.
ESA: n JUICE-kaltaiset avaruusalukset eivät vain poistu laboratoriosta valmiina lähtemään. Jokainen JUICE-kaltainen avaruusalus on yksilöllinen muotoilu, ja ne vaativat vuosia - tai jopa vuosikymmen tai enemmän - työtä ennen kuin he koskaan näkevät laukaisualustan. Suunniteltu markkinointipäivämäärä on 2022, JUICE on keskellä kaikkea tätä työtä. Nyt sen kamerat ottavat kuvia Jupiterista ja sen jäisistä kuista osana sen navigointikalibrointia ja hienosäätöä.
"Oli erityisen mielekästä suorittaa testit jo määränpäässämme!"
Gregory Jonniaux, visiopohjainen navigoinnin asiantuntija Airbusin puolustus- ja avaruusministeriössä.
JUICE on Jupiter Icy Moons Explorer. Sen tehtävänä on kiertää Jupiteria ja suorittaa toistuvia kaasujättelijöiden valtameren kantavien kuukausien lentoja: Callisto, Ganymede ja Europa. Tehtävänsä viimeisessä vaiheessa JUICE asettuu kiertoradalle Ganymeden, aurinkokunnan suurimman kuun, ympärille pidemmälle. (JUICE on ensimmäinen avaruusalus, joka kiertää toisen planeetan kuuhun.) Tehtävänsä lopussa helmikuussa 2034 avaruusalus purkautuu käytöstä iskuillaan Ganymedeen.
Sen tehtäväprofiili on melko monimutkainen, ja kaikki tämä monimutkaisuus vaatii tarkan navigoinnin. Avaruusaluksen NavCam (navigointikamera) tulee olemaan tärkeä rooli JUICE: n sijainnin ja nopeuden löytämisessä suhteessa kuihin, joissa se käy. (Radioseuranta auttaa tietysti myös.) Maan ja Jupiterin välinen edestakainen radiosignaali vie noin tunnin ja 45 minuutin, joten autonominen navigointijärjestelmä on tarpeen. NavCam on kriittinen osa järjestelmää.
Nämä kuvat Jupiterista ja sen kuista otettiin NavCamilla, mutta ei, kun se oli kiinnitetty avaruusalukseen. JUICE-operaation pääurakoitsija Airbusin insinöörit ryhmä veti NavCamin rakennuksen katolle Airbus-rakennuksessa, Toulouse, Ranska. Tavoitteena oli testata NavCam oikeassa taivaassa.
He testasivat NavCam-tekniikan mallia ja keskittyivät erilaisiin ohjelmisto- ja laitteistorajapintoihin, mukaan lukien kuvankäsittely ja sisäänrakennetut navigointiohjelmistot. He eivät vain havainneet Kuua ja muita esineitä, vaan myös avaruusaluksen lopullisen kohteen, Jupiterin ja sen kuut.
”Ei ole yllättävää, että noin 640 miljoonan kilometrin päässä Jupiterin kuut nähdään vain pelkkänä pikselinä tai kahtenä, ja Jupiter itse näyttää olevan kylläinen pitkissä valotuskuvissa, joita tarvitaan sekä kuiden että taustatähteiden kaappaamiseen, mutta nämä kuvat ovat hyödyllisiä hienosäätöön - viritä kuvankäsittelyohjelmistomme, joka toimii itsenäisesti avaruusaluksella ”, sanoo Airbus Defense and Space -järjestön visiopohjainen navigoinnin asiantuntija Gregory Jonniaux lehdistötiedotteessa. "Oli erityisen mielekästä suorittaa testit jo määränpäässämme!"
Ympäristö Jupiterin ympäristössä on erityisen ilkeä säteilyn suhteen. NavCam, samoin kuin kaikki avaruusaluksen muut järjestelmät, on suojattava tuolta säteilyltä. Kaikki instrumentit ja järjestelmät ovat kriittisiä, mutta ehkä mikään ei ole yhtä kriittinen kuin NavCamin kaltaiset navigointilaitteet.
NavCam pyrkii tarjoamaan hienosäädetyn navigoinnin, jota tarvitaan alueella toimimiseksi. JUICE ei ole vain ensimmäinen avaruusalusta, joka kiertää toisen planeetan kuuhun, vaan sen lentotapit vievät sen hyvin lähellä kuut - 200–400 km päässä pinnasta. NavCamin tarkka navigointi antaa JUICE: lle matkustaa turvallisesti ja tehokkaasti Jupiterin ympärillä ja säästää myös polttoainetta.
Asiat näyttävät tietysti paljon erilaisilta, kun avaruusalus on Jupiterissa. Lentokenttien aikana ja Ganymeden kiertoradalla NavCam näkee kuun pintaominaisuudet. Osa NavCamin testeistä sisälsi simuloitujen kuvien syöttämistä näkemästään sen jälkeen kun se on siellä.
"Jupiterin kuun simuloidut näkymät antavat realistisemman kuvan siitä, mitä NavCam meille tallentaa flybysin aikana", lisäsi samassa lehdistötiedotteessa Daniele Gherardi, ESA: n ohjaus-, navigointi- ja valvonta-asiantuntija. "Tietenkin korkearesoluutioinen tieteellinen kamerasovellus antaa meille vaikutuksen vieläkin yksityiskohtaisemmin näistä arvoituksellisista kuista."
Kuvajärjestelmää, johon Gherardi viittaa, kutsutaan nimellä JANUS (Jovis, Amorum ac Natorum Undique Scrutator.) Se on hienostunut, korkearesoluutioinen kuvantamisjärjestelmä, jonka spatiaalinen resoluutio on enintään 2,4 m / pikseli (7,9 ft / pikseli). Se tarjoaa myös stereot kuvantaminen, ja integroituu spektri-, laser- ja tutkatietoihin geomorfologisten mittausten aikaansaamiseksi.
Tämä ei ole ainoa testaus, joka NavCamille tehdään, kun ESA ja Airbus työskentelevät matkallaan kohti operaation mahdollista käynnistystä vuonna 2022. Vuoden loppuun mennessä NavCam testataan ”lennon edustavan suorituskyvyn optiikan kokoonpanolla”. Sen jälkeen se testataan integraatiota varten muun JUICE-avaruusaluksen kanssa. Ja käynnistyksen jälkeen ESA käyttää NavCam-tekniikan mallia tukemaan operaatioita.
Se on tapa edetä ennen JUICE: n käynnistämistä, mutta näillä päivämäärillä on tapa hiipiä meille. Ei ollut niin kauan sitten, kun odotimme kärsivällisesti NASAn JUNO-avaruusaluksen laukaisua Jupiteriin. Nyt JUNO on kiertänyt Jupiteria yli kolme vuotta, ja NASA on jatkanut tehtäväänsä heinäkuuhun 2021.
Mutta vaikka JUNO keskittyy pääosin itse Jupiteriin, JUICE keskittyy Jupiterin ympärillä oleviin valtamereihin, jotka yrittävät vahvistaa heidän mahdollisuuksiaan tukea elämää. Mutta se ei voi tehdä sitä ilman tarkkaa navigointia, ja juuri siitä NavCam on kyse.
LISÄÄ:
- ESA: n lehdistötiedote: JUPITERIN MISSIO OTTAA ENSIMMÄISET KOHTEET KOHDE - MAASTA
- ESA: JUICE-tehtävä
- Space Magazine -video: Jupiterin jäisten kuutien tutkiminen. NASA: n Europa Clipper ja ESA: n JUICE
