science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Afbeelding:ESA's Juice-model gegoten in goud voor antennetests

Krediet:G. Fischer/IWF Graz

Over een decennium, een opwindende nieuwe bezoeker zal het Jupiterstelsel betreden:ESA's Jupiter Icy Moons Explorer, of sap. Zoals de naam al doet vermoeden, de missie zal Jupiter en drie van zijn grootste manen - Ganymedes, Callisto en Europa - om de kosmische familie van de reuzenplaneet en de gasreuzenplaneten in het algemeen te onderzoeken.

Juice staat gepland voor lancering in 2022, en zijn instrumenten worden momenteel geperfectioneerd en gekalibreerd, zodat ze klaar zijn om eenmaal in de ruimte aan het werk te gaan. Deze afbeelding toont een van de vele elementen die betrokken zijn bij dit kalibratieproces:een miniatuur verguld metalen model van Juice dat werd gebruikt om de antennes van het ruimtevaartuig te testen.

Juice zal meerdere antennes dragen om radiogolven in het Jupiter-systeem te detecteren. Deze antennes meten de karakteristieken van de inkomende golven, inclusief de richting waarin ze bewegen en hun mate van polarisatie, en gebruik deze informatie om de golven terug te traceren naar hun bronnen. Om dit te doen, de antennes moeten goed werken, ongeacht hun oriëntatie op binnenkomende golven - en dus moeten wetenschappers de zogenaamde 'richtingsafhankelijkheid' van de antennes uitzoeken en corrigeren.

Dit glanzende model werd vorig jaar gebruikt om een ​​reeks tests uit te voeren op Juice's Radio en Plasma Wave Instrument (RPWI). Het werd ondergedompeld in een tank gevuld met water; er werd vervolgens een gelijkmatig elektrisch veld op de tank aangelegd, en het model is verplaatst en geroteerd ten opzichte van dit veld. De resultaten onthulden hoe de antennes radiogolven zullen ontvangen die vanuit verschillende richtingen en oriëntaties binnenstromen ten opzichte van het ruimtevaartuig, en zal het mogelijk maken het instrument te kalibreren om zo effectief mogelijk te zijn in zijn metingen van Jupiter en zijn manen.

Vergelijkbare testen, die technisch worden aangeduid als reometrie, werden in het verleden uitgevoerd voor ruimtevaartuigen, waaronder de NASA/ESA/ASI Cassini-Huygens-missie naar Saturnus (die tussen 2004 en 2017 op Saturnus werkte), NASA's Juno-ruimtevaartuig (momenteel in een baan rond Jupiter), en ESA's Solar Orbiter (gepland voor lancering begin 2020 om de zon van dichtbij te onderzoeken).

De voor Juice uitgevoerde test leverde een paar extra hindernissen op:de antennes van het model waren bijzonder klein en moesten nauwkeurig op de giek van het model worden bevestigd, waarvoor wetenschappers een speciaal apparaat moesten maken om niet alleen de antennes aan te passen, maar ook de boom zelf.

Het model is geproduceerd op schaal 1:40, elke antenne 62,5 millimeter lang maken van punt tot punt; opgeschaald, de antennes zullen 2,5 meter lang zijn op Juice. De belangrijkste ruimtevaartuigonderdelen die hier zijn gemodelleerd, omvatten het lichaam van de sonde zelf, zijn zonnepanelen, en zijn antennes en gieken. Het model heeft een totale "spanwijdte" van 75 centimeter over de zonnepanelen. De foto toont ook een ruimtevaartuigstandaard, die uit de onderkant van het frame steekt. De gouden coating zorgde ervoor dat het model uitstekende elektrisch geleidende eigenschappen had, en reageerde tijdens de metingen minimaal met het omringende water en de lucht.

In de tussentijd, de montage van het Juice-vliegmodel is in september begonnen, met de levering van de primaire structuur van het ruimtevaartuig, gevolgd door integratie van het voortstuwingssysteem.

Dit model van Juice is gebouwd door de Technische Universiteit van Dresden, Duitsland, en de tests werden uitgevoerd door het Space Research Institute van de Oostenrijkse Academie van Wetenschappen in Graz, Oostenrijk, als onderdeel van een project dat wordt gefinancierd door het Oostenrijkse bureau voor onderzoekspromotie (FFG). De hoofdwetenschapper voor de kalibratie-inspanning was Georg Fischer van het Space Research Institute, ook met behulp van computersimulaties uitgevoerd door Mykhaylo Panchenko.