Miniradar zbada serce asteroidy

Należący do ESA Juventas CubeSat będzie wyposażony w najmniejszy radar kosmiczny JuRa na potrzeby misji Hera, której celem będzie uzyskanie obrazów wnętrza asteroidy Dimorphos. Opracowany przez IPAG i EmTroniX, opiera się na technologii z poprzedniej misji ESA Rosetta.

Najmniejszy radar do lotów w kosmos został dostarczony ESA w celu integracji na pokładzie miniaturowego Juventas CubeSat, będącego częścią misji ESA Hera mającej na celu obronę planetarną. Radar wykona pierwszy w historii obraz radarowy asteroidy zaglądającej głęboko pod powierzchnię Dimorphos – ciała wielkości Wielkiej Piramidy, którego orbita została przesunięta w zeszłym roku pod wpływem uderzenia NASAstatku kosmicznego DART.

To 10-centymetrowe pudełko przejdzie do historii jako najmniejszy instrument radarowy do lotu w kosmos i pierwszy radar badający wnętrze asteroidy. Twój cel? Asteroida Dimorphos, której orbita asteroidy Dimorphos w nocy 26 września 2022 r. uległa zmianie i w wyniku zderzenia z misją DART NASA wysłano w przestrzeń kosmiczną ogromny pióropusz o długości 10 000 km. Źródło: Zespół JuRA/UGA

„Ta dostawa stanowi ostateczny kamień milowy” – komentuje Alain Hérique z Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble (IPAG) na Uniwersytecie w Grenoble Alpes we Francji, główny badacz instrumentu.

„Przez ostatnie kilka tygodni ciężko pracowaliśmy, aby ukończyć prace nad radarem potrzebnym do jego dostawy. Ale to jeszcze nie koniec naszego zaangażowania. IPAG i nasi partnerzy projektu będą towarzyszyć procesowi integracji, zwłaszcza pod względem połączenia z resztą CubeSata, aby zoptymalizować działanie gotowego instrumentu i skalibrować jego działanie, aby mieć pewność, że interpretujemy nasze dane naukowe w najlepszy możliwy sposób. . kiedy jesteśmy w kosmosie.

„Patrząc w przyszłość, będziemy również pracować nad naszymi procedurami operacyjnymi, aby przetestować, jak będziemy obsługiwać instrument w praktyce, w tym testami sprzętu w obwodzie, podczas których będziemy sterować radarem za pośrednictwem Hery i jego CubeSata na ziemi”.

Hera, jej CubeSaty i jej skaliste przeznaczenie. Źródło: ESA/Biuro Naukowe

Funkcje instrumentu i współpraca

Zaplanowano lot do układu podwójnego asteroid Didymos z ESA Twoja misja do obrony planetarnej w 2024 r. kompaktowy radar na pokładzie Juventas Cubesob przeprowadzi pierwszą sondę radarową wewnątrz asteroidy. Juventas będzie obserwował z głębokości do 100 m wnętrze księżyca Dimorphos o średnicy 160 m asteroidy Didymos o średnicy 780 m.

Testowanie systemu radarowego Juventas CubeSat za pomocą kamery Hertz należącej do ESA w listopadzie 2021 r. W ramach misji ESA Hera do układu asteroid Didymos składający się z 6 jednostek CubeSat rozmieści kwartet anten o długości 1,5 m. To znacznie dłużej niż sam korpus statku kosmicznego, dlatego test radarowy uwzględnia model strukturalny Juventas, który pomaga zbadać, jak może on wpłynąć na sygnały antenowe. Zespół testowy używa Hertza do pomiaru całego charakterystyki promieniowania sferycznego wokół anten, a także całkowitej wypromieniowanej mocy. Źródło: ESA-P. przez Maagta

CubeSaty to minisatelity zbudowane ze standardowych 10-centymetrowych pudełek. Juventas to „6 jednostek” CubeSat o wymiarach 10 x 20 x 30 cm, podczas gdy instrument radarowy Juventas – JuRa – ma wymiary 9,5 × 9,5 × 9,5 cm i może zmieścić się w jednej jednostce CubeSat wraz z kwartetem anten radarowych o długości 1,5 m – które będą stosowane jako miarki metalowe i zostały wyprodukowane przez firmę Astronika w Polsce.

Za elektronikę radarową JuRa odpowiada EmTroniX z Luksemburga, firma, która początkowo opracowywała elektronikę samochodową, a następnie rozszerzyła swoją działalność na projektowanie i produkcję ładunków i awioniki na potrzeby misji „Nowa przestrzeń kosmiczna”.

Miniradar JuRA firmy Hera pakowany w opakowania w EmTroniX w Luksemburgu. JuRA wyśle ​​Juventas CubeSat na pokład misji asteroidowej Hera należącej do ESA. Źródło: EmTroniX

„Miło jest dostarczać coś naszemu klientowi, ale będzie jeszcze lepiej, gdy wszystko będzie w pełni zintegrowane i przetestowane” – komentuje Cedric Lorant, współzałożyciel i dyrektor generalny EmTroniX.

„Po zintegrowaniu JuRa z resztą Juventas CubeSat i dokonaniu pozostałych regulacji, takich jak aktualizacja oprogramowania do najnowszego oprogramowania, ocenimy działanie instrumentu w jego środowisku pracy.”

Korzystając z kamery CIVA znajdującej się na statku kosmicznym Philae należącym do Rosetty, statek kosmiczny wykonał „selfie” na komecie 67P/Churyumov – Gerasimenko. Zdjęcie wykonano 7 września 2014 r. w odległości około 50 km od komety i przedstawia bok statku kosmicznego Rosetta oraz jedno z 14-metrowych skrzydeł słonecznych Rosetty, na tle 67P/CG. Połączono dwa obrazy o różnych czasach ekspozycji, aby wydobyć słabe szczegóły w tej sytuacji o wysokim kontraście. Źródło: ESA/Rosetta/Philae/CIVA

Dziedzictwo i oczekiwania

JuRa, planowana do wykonania co najmniej 45 godzin operacji w ciągu dwumiesięcznego okresu eksploatacji Juventas, zawiera najnowocześniejszą elektronikę, ale przed dostarczeniem do ESA musiała przejść szczegółowe testy radiacyjne, ponieważ przestrzeń poza orbitą Ziemi jest podzielona . z naładowanymi cząstkami, które mogą uszkodzić elektronikę.

Dron ten uniósł w powietrze model Juventas CubeSat w ramach praktycznego testu anten zaprojektowanych do przeprowadzenia pierwszej sondy radarowej wnętrza asteroidy. Źródło: TU Dresden

Konstrukcja radaru JuRa – opracowana w IPAG we współpracy z Katedrą Częstotliwości Radiowych i Inżynierii Fotonicznej na Uniwersytecie Technicznym w Dreźnie – wywodzi się z wcześniejszego radaru kosmicznego używanego w misji Rosetta należącej do ESA, która badała głębiny komety 67P/Churyumov – Gerasimenko.

IPAG pracował także nad systemami radarowymi dla innych misji kosmicznych, w tym Mars Reconnaissance Orbiter należący do NASA i Juice należący do ESA.

Poznaj Herę, naszą detektyw asteroidową. Razem z dwoma CubeSatami – Milani, dekoderem skał i Juventasem, wizjonerem radarowym – Hera wyrusza w przygodę mającą na celu zbadanie Didymos, układu podwójnych asteroid typowych dla tysięcy, które stwarzają ryzyko uderzenia w planetę Ziemia.