Er det et mer komplisert og sofistikert teknologisk ingeniørprosjekt enn et romfartøy? Kanskje en partikkelakselerator eller et sammensmeltningskraftprosjekt. Men annet enn de to, er svaret sannsynligvis nei.
Romfartøy som ESAs JUICE dukker ikke bare ut av laboratoriet som er klare til å gå. Hvert romskip som JUICE er en enkel design, og de krever år - eller til og med ti år eller mer - før de noen gang ser en lanseringsplate. Med en planlagt lanseringsdato i 2022 er JUICE midt i alt det arbeidet. Nå tar kameraene bilder av Jupiter og isete måner som en del av navigasjonskalibrering og finjustering.
"Det føltes spesielt meningsfylt å gjennomføre testene våre allerede på vår destinasjon!"
Gregory Jonniaux, visjonsbasert navigasjonsekspert hos Airbus Defense and Space.
JUICE står for Jupiter Icy Moons Explorer. Dens oppdrag er å gå i bane rundt Jupiter og å utføre gjentatte fly-bys av gassgigantens havbærende måner: Callisto, Ganymede og Europa. For den siste fasen av oppdraget, vil JUICE slå seg ned i en bane rundt Ganymede, solsystemets største måne, for et utvidet blikk. (JUICE vil være det første romfartøyet som går i bane rundt en annen månes måne.) På slutten av oppdraget i februar 2034, vil romfartøyet bli tatt ut av innvirkning på Ganymede.
Oppdragsprofilen er ganske kompleks, og alt av denne kompleksiteten krever presis navigering. Romskipets NavCam (Navigation Camera) vil spille en viktig rolle i å finne JUICEs posisjon og hastighet i forhold til månene det besøker. (Radiosporing hjelper selvfølgelig også.) Det går omtrent 1 time og 45 minutter å ta et radiosignal mellom Jorden og Jupiter, så et autonomt navigasjonssystem er nødvendig. NavCam er en kritisk del av det systemet.
Disse bildene av Jupiter og månene ble tatt med NavCam, men ikke mens det var festet til romskipet. Et team av ingeniører på Airbus, JUICE-oppdragets hovedentreprenør, tok NavCam til taket i en bygning ved Airbus-anlegget i Toulouse, Frankrike. Målet var å teste NavCam under virkelige himmelforhold.
De testet en ingeniørmodell av NavCam, og de fokuserte på forskjellige programvare- og maskinvaregrensesnitt, inkludert bildebehandling og navigasjonsprogramvare ombord. De observerte ikke bare månen og andre gjenstander, men romskipets endelige mål, Jupiter og dets måner.
"Overraskende nok, rundt 640 millioner kilometer unna, blir Jupiters måner bare sett på som bare en piksel eller to, og Jupiter virker selv mett på de lange eksponeringsbildene som trengs for å fange både månene og bakgrunnsstjernene, men disse bildene er nyttige for å fine -stemt inn bildebehandlingsprogramvaren vår som vil kjøre autonomt ombord på romfartøyet, sier Gregory Jonniaux, visjonsbasert navigasjonsekspert hos Airbus Defense and Space, i en pressemelding. "Det føltes spesielt meningsfylt å gjennomføre testene våre allerede på vår destinasjon!"
Miljøet rundt Jupiter er spesielt stygt når det gjelder stråling. NavCam, så vel som alle andre romfartssystemer, må beskyttes mot den strålingen. Alle instrumentering og systemer er kritiske, men kanskje ingen er så kritiske som navigasjonsutstyret som NavCam.
NavCams formål er å tilby den finjusterte navigasjonen som kreves for å operere i regionen. Ikke bare vil JUICE være det første romfartøyet som går i bane rundt månen til en annen planet, men flybys vil ta det veldig nær til månene - mellom 200 km og 400 km fra overflatene. NavCams presisjonsnavigering lar JUICE reise trygt og effektivt rundt Jupiter, og også spare drivstoff.
Selvfølgelig vil ting se mye annerledes ut når romskipet er på Jupiter. Under flybys, og under bane rundt Ganymede, vil NavCam kunne se overflatefunksjoner på månene. En del av NavCams test involverte å mate den simulerte bilder av hva den vil se når den er der.
"De simulerte utsikten over månene til Jupiter gir et mer realistisk inntrykk av hva NavCam vil fange opp under flybys," la Daniele Gherardi, ESAs veileder, navigasjons- og kontrollekspert, til i samme pressemelding. "Selvfølgelig vil den vitenskapelige kamerapakken med høy oppløsning imponere oss med enda mer detaljer om disse gåtefulle månene."
Bildesystemet Gherardi viser til kalles JANUS (Jovis, Amorum ac Natorum Undique Scrutator.) Det er et sofistikert, høyoppløselig bildesystem med en romlig oppløsning ned til 2,4 m / piksel (7,9 ft / pixel.) Det gir også stereo bildebehandling, og vil integreres med spektrale, laser- og radardata for å gi geomorfologimålinger.
Dette er ikke den eneste testen som NavCam vil gjennomgå når ESA og Airbus jobber seg mot oppdragets eventuelle lansering i 2022. I slutten av året vil NavCam bli testet med en “full flight representant performance optics forsamling.” Etter det vil den bli testet for integrering med resten av JUICE-romfartøyet. Og etter lansering vil ESA bruke en ingeniørmodell av NavCam for å støtte oppdragsoperasjoner.
Det er en måter å gå før JUICE lanseres, men disse datoene har en måte å snike seg på oss på. Det var ikke så lenge siden vi ventet tålmodig på at NASAs JUNO-romfartøy skulle lanseres til Jupiter. Nå har JUNO gått i bane rundt Jupiter i over tre år, og NASA har utvidet oppdraget til juli 2021.
Men mens JUNO stort sett handler om Jupiter selv, fokuserer JUICE på de havbærende månene rundt Jupiter og prøver å etablere potensialet deres for å støtte livet. Men det kan ikke gjøre det uten presisjonsnavigering, og det er det NavCam handler om.
MER:
- ESAs pressemelding: JUPITER MISSION TAR FØRSTE BILDER AV DESTINASJON - FRA JORD
- ESA: JUICE Mission
- Space Magazine Video: Exploring The Icy Moons of Jupiter. NASAs Europa Clipper og ESAs JUICE
