Is er een ingewikkelder en geavanceerder technologisch engineeringproject dan een ruimtevaartuig? Misschien een deeltjesversneller of een kernfusieproject. Maar afgezien van die twee is het antwoord waarschijnlijk nee.
Ruimtevaartuigen zoals de ESA's JUICE komen niet zomaar uit het lab, klaar om te gaan. Elk ruimtevaartuig zoals JUICE is een uniek ontwerp en ze hebben jaren - of zelfs een decennium of meer - werk nodig voordat ze ooit een lanceerplatform zien. Met een geplande lanceringsdatum van 2022 zit JUICE midden in al dat werk. Nu maken de camera's foto's van Jupiter en zijn ijzige manen als onderdeel van de navigatie-kalibratie en fijnafstelling.
"Het voelde bijzonder zinvol om onze tests al op onze bestemming uit te voeren!"
Gregory Jonniaux, Vision-Based Navigation-expert bij Airbus Defence and Space.
JUICE staat voor Jupiter Icy Moons Explorer. Zijn missie is om Jupiter te draaien en herhaalde fly-bys uit te voeren van de oceaan-dragende manen van de gasreus: Callisto, Ganymede en Europa. Voor de laatste fase van zijn missie zal JUICE zich in een baan rond Ganymedes, de grootste maan van het zonnestelsel, vestigen voor een langere blik. (JUICE zal het eerste ruimtevaartuig zijn dat in een baan om de maan van een andere planeet draait.) Aan het einde van zijn missie in februari 2034 wordt het ruimtevaartuig buiten gebruik gesteld door inslag op Ganymedes.
Het missieprofiel is behoorlijk complex en al die complexiteit vereist nauwkeurige navigatie. De NavCam (navigatiecamera) van het ruimtevaartuig zal een belangrijke rol spelen bij het vinden van de positie en snelheid van JUICE in relatie tot de manen die het bezoekt. (Radiotracking helpt natuurlijk ook.) Een radiosignaal heen en terug tussen de aarde en Jupiter duurt ongeveer 1 uur en 45 minuten, dus een autonoom navigatiesysteem is noodzakelijk. NavCam is een cruciaal onderdeel van dat systeem.
Deze afbeeldingen van Jupiter en zijn manen zijn gemaakt met NavCam, maar niet terwijl deze aan het ruimtevaartuig was bevestigd. Een team van ingenieurs bij Airbus, de hoofdaannemer van de JUICE-missie, bracht NavCam naar het dak van een gebouw in de Airbus Facility in Toulouse, Frankrijk. Het doel was om NavCam te testen in echte luchtomstandigheden.
Ze testten een technisch model van NavCam en richtten zich op de verschillende software- en hardware-interfaces, waaronder beeldverwerking en ingebouwde navigatiesoftware. Ze observeerden niet alleen de maan en andere objecten, maar ook het uiteindelijke doelwit van het ruimtevaartuig, Jupiter en zijn manen.
“Het is niet verwonderlijk dat de manen van Jupiter, op zo'n 640 miljoen kilometer afstand, slechts als een paar pixels worden gezien, en Jupiter zelf lijkt verzadigd in de lange belichtingsbeelden die nodig zijn om zowel de manen als achtergrondsterren vast te leggen, maar deze afbeeldingen zijn nuttig om - onze beeldverwerkingssoftware afstemmen die autonoom aan boord van het ruimtevaartuig draait ', zegt Gregory Jonniaux, vision-based navigatie-expert bij Airbus Defence and Space, in een persbericht. "Het voelde bijzonder zinvol om onze tests al op onze bestemming uit te voeren!"
De omgeving rond Jupiter is bijzonder smerig als het om straling gaat. NavCam en alle andere systemen van het ruimtevaartuig moeten tegen die straling worden beschermd. Alle instrumenten en systemen zijn kritisch, maar misschien is geen enkele zo kritisch als de navigatieapparatuur zoals NavCam.
NavCam's doel om de fijn afgestemde navigatie te bieden die nodig is om in de regio te werken. JUICE zal niet alleen het eerste ruimtevaartuig zijn dat in een baan om de maan van een andere planeet draait, maar de flybys zullen het heel dicht bij de manen brengen - tussen 200 km en 400 km van de oppervlakte. Dankzij de precisienavigatie van NavCam kan JUICE veilig en effectief rond Jupiter reizen en ook brandstof besparen.
Natuurlijk zullen de dingen er heel anders uitzien als het ruimtevaartuig bij Jupiter is. Tijdens flybys en tijdens de baan van Ganymede zal NavCam oppervlaktekenmerken op de manen kunnen zien. Een deel van de tests van NavCam bestond uit het invoeren van gesimuleerde afbeeldingen van wat het zal zien als het eenmaal daar is.
"De gesimuleerde beelden van de manen van Jupiter geven een meer realistische indruk van wat onze NavCam zal vastleggen tijdens flybys", voegde Daniele Gherardi, ESA-gids voor navigatie, navigatie en controle, in hetzelfde persbericht toe. "Natuurlijk zal de wetenschappelijke camerasuite met hoge resolutie indruk op ons maken met nog meer details van deze raadselachtige manen."
Het beeldvormingssysteem waarnaar Gherardi verwijst, heet JANUS (Jovis, Amorum ac Natorum Undique Scrutator.) Het is een geavanceerd beeldvormingssysteem met hoge resolutie met een ruimtelijke resolutie tot 2,4 m / pixel (7,9 ft / pixel.) Het biedt ook stereo beeldvorming en zal integreren met spectrale, laser- en radargegevens om geomorfologische metingen te bieden.
Dit is niet de enige test die NavCam zal ondergaan terwijl ESA en Airbus zich een weg banen naar de uiteindelijke lancering van de missie in 2022. Tegen het einde van het jaar zal NavCam worden getest met een 'full-flight representative performance optics assembly'. Daarna zal het worden getest op integratie met de rest van het JUICE-ruimtevaartuig. En na de lancering zal de ESA een technisch model van NavCam gebruiken om missieoperaties te ondersteunen.
Het is een manier om te gaan voordat JUICE wordt gelanceerd, maar deze datums hebben een manier om ons te besluipen. Het was nog niet zo lang geleden dat we geduldig wachtten tot NASA's JUNO-ruimtevaartuig naar Jupiter zou lanceren. JUNO draait nu al meer dan drie jaar om Jupiter en NASA heeft haar missie verlengd tot juli 2021.
Maar terwijl JUNO voornamelijk draait om Jupiter zelf, concentreert JUICE zich op de oceaandragende manen rond Jupiter en probeert ze hun potentieel vast te stellen om het leven te ondersteunen. Maar dat kan niet zonder precisienavigatie, en dat is waar NavCam voor staat.
MEER:
- ESA Press Release: JUPITER MISSION MAAKT EERSTE BEELDEN VAN BESTEMMING - VAN AARDE
- ESA: JUICE-missie
- Space Magazine Video: Exploring The Icy Moons of Jupiter. NASA's Europa Clipper en ESA's JUICE
