26-05-2023
1521 gezichtspunten
40 smaken
Vluchtleiders in het missiecontrolecentrum van ESA in Duitsland zijn deze week druk bezig geweest met het werken met instrumentteams aan de laatste inzet om ESA’s Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) voor te bereiden om Jupiter te verkennen.
Het is zes weken geleden dat Juice aan zijn reis begon, en in die tijd zette het vluchtleidingsteam alle zonnepanelen, antennes, sondes en armen in die veilig waren opgeborgen tijdens de lancering. De laatste stap is geweest roteren en vergrendelen van de sondes en antennes waaruit Juice’s Radio and Plasma Wave Research (RPWI) bestaat.
“Het zijn zes afmattende maar erg opwindende weken geweest”, zegt Angela Dietz, adjunct-directeur van ruimtevaartuigoperaties voor de missie. “We hebben verschillende uitdagingen aangegaan en overwonnen om Juice in de juiste vorm te krijgen om het beste uit zijn Jupiter-reis te halen.”
We hebben regelmatig snapshots van het hele implementatieproces dankzij de twee ingebouwde bewakingscamera’s van Juice, elk met een ander gezichtsveld. In de uren na de lancering maakten deze camera’s de eerste ‘selfies’ van Juice vanuit de ruimte en zijn sindsdien van vitaal belang geweest om te controleren of alle onderdelen van het ruimtevaartuig correct waren ingezet.
Elk van de antennes en armen van Juice draagt een deel of alle van de 10 instrumenten van Juice. Door ze uit de buurt van Juice te plaatsen, worden instrumenten die moeten worden gescheiden van de eigen elektrische en magnetische velden van het ruimtevaartuig op een afstand gehouden.
Deze krachtige reeks instrumenten zal gegevens verzamelen die ons zullen helpen vragen te beantwoorden zoals: Hoe zien de oceaanwerelden van Jupiter eruit? Waarom is Ganymedes zo uniek? Zou er leven kunnen zijn of ooit zijn geweest in het Jupiter-systeem? Hoe heeft de complexe omgeving van Jupiter zijn manen gevormd en vice versa? Hoe ziet een typische gasreuzenplaneet eruit? Hoe is het ontstaan en hoe werkt het?
Naast onze standpunten van de bewakingscamera’s, kwam ook de bevestiging dat alles volgens plan was geïmplementeerd uit de instrumenten zelf. De teams achter sommige instrumenten hebben ze aangezet en metingen gedaan om te controleren of alles goed werkt. De teams hebben al bevestigd dat Juice’s RPWI-, JANUS-, J-MAG- en GALA-instrumenten, evenals de RADEM-stralingsmonitor, klaar zijn voor Jupiter.
RPWI: vijf dagen, zeven implementaties
Deze week zijn de vier Langmuir-sondes en drie radiogolfinstrumentantennes van het Radio- en Plasmagolfonderzoek (RPWI) met succes ingezet. Samen vormen deze zeven van de 10 RPWI-sensoren die variaties in de elektrische en magnetische velden rond Jupiter zullen meten, evenals radiogolven en koud plasma.
Nadat hij vanmiddag de nieuwste boom met succes had zien ontplooien, zei RPWI-hoofdonderzoeker Jan-Erik Wahlund van het Zweedse Instituut voor Ruimtefysica: “Fantastisch, na meer dan 10 jaar intensief werk zijn we eindelijk klaar voor ontdekkingen. Wetenschappers”.
RPWI zal het eerste apparaat zijn dat een 3D-kaart van de elektrische velden rond Jupiter genereert. Het zal ons waardevolle informatie geven over hoe energie wordt overgedragen tussen de enorme roterende magnetosfeer van Jupiter en de grote ijzige manen Ganymedes, Callisto en Europa. Deze energieoverdracht drijft bijvoorbeeld aurora’s op Ganymedes en in de bovenste atmosfeer van Jupiter aan. De speciale gevoeligheid van RPWI voor lage frequenties betekent dat het zeer zwakke elektromagnetische signalen van getijden en stromingen in de ondergrondse oceanen van ijzige manen kan detecteren.
RPWI initiële gegevens
Voor en na elke implementatie zette het RPWI-team het instrument aan om het verschil te meten dat door elke nieuw geïnstalleerde sensor werd gemaakt. Elk verzamelt nu gegevens en levert deze aan de ingebouwde gegevensverwerkingseenheid van RPWI, die de gegevens terugstuurt naar de aarde.
“Onze 3D-ontwerpbenadering maakt het mogelijk om echte fysieke waarneembare zaken, zoals energie en momentum, te meten zonder toevlucht te nemen tot theorie of simulaties om de gegevens te interpreteren”, zegt Jan Bergman, een onderzoeker aan het Zweedse Instituut voor Ruimtefysica en technisch directeur van RPWI . .
Zie voor meer informatie over RPWI-implementaties de website van het Swedish National Space Agency (scroll naar beneden voor Engels).
JANUS: eerste beelden gemaakt in de ruimte
Eerste beelden van JANUS: een sterrenveld in het sterrenbeeld Zwaan
Vorige week, toen Juice ongeveer 5 miljoen mijl van de aarde verwijderd was, schakelden ingenieurs voor het eerst het JANUS optische camera-instrument in. In tegenstelling tot de RPWI-sensoren die op armen zijn gemonteerd op afstand van het hoofdlichaam van Juice, is JANUS bevestigd aan een optische bank; dit betekent dat het stabiel blijft bij het richten op uw doelen, net als het gebruik van een statief hier op aarde. JANUS wijst ook in dezelfde richting als de andere ‘remote sensing’-instrumenten van Juice.
Op Jupiter zal de JANUS-camera foto’s maken in 13 verschillende kleuren, van violet tot nabij-infrarood licht. Met deze beelden kunnen wetenschappers de manen Ganymedes, Callisto en Europa onderzoeken, inclusief het bestuderen of er leven zou kunnen bestaan onder hun ijzige korsten. JANUS zal ook gegevens verzamelen over andere delen van het Joviaanse systeem, waaronder intense vulkanische activiteit op Io, de vele kleinere manen en het zwakke ringsysteem van Jupiter. Last but not least zal JANUS de processen in de atmosfeer van Jupiter in beeld brengen.
Tijdens de inbedrijfstelling vorige week is een volledige hardwarecontrole uitgevoerd, waarbij alle subsystemen zijn geactiveerd en gemonitord. De prestaties van het instrument werden gecontroleerd door foto’s van sterren te maken.
“Uit de verkregen gegevens blijkt dat alles nominaal was. Na deze intense sessie op de grond kunnen we zeggen: we hebben een (volledig in bedrijf gesteld) instrument!” zegt Pasquale Palumbo (IAPS-INAF), hoofdonderzoeker van JANUS.
Zie voor meer details de website van het Italiaanse Nationale Instituut voor Astrofysica.
RIME: een moeilijke situatie, eindelijk los
De reis naar volledige implementatie is niet helemaal soepel verlopen. Slechts een paar dagen na de lancering probeerden vluchtleiders de antenne van het instrument Radar for Icy Moon Exploration (RIME) in te zetten. De eerste segmenten van de antennes werden ingezet zoals gepland, maar de volgende segmenten weigerden te bewegen.
Controllers vermoedden dat een kleine vastzittende pin de segmenten op hun plaats hield. Ze staken de koppen bij elkaar om tot een oplossing te komen. Ze wiegden Juice met hun stuwraketten. Ze verwarmden Juice met behulp van zonlicht. Elke dag vertoonde de antenne tekenen van beweging, maar kwam vast te zitten in de houder. Uiteindelijk kwam RIME bijna drie weken later tot leven, toen het team een mechanisch apparaat in de berg afvuurde. Door de impact bewoog de pin enkele millimeters. Tot grote opluchting van de project- en operatieteams van ESA, maar ook van de industrie, werd de antenne volledig ingezet.
De ingebruikname van RIME is nog gaande, maar het team heeft al enkele metingen met het instrument gedaan.
Wat biedt de toekomst voor het sap?
In de komende weken zullen meer van de 10 instrumenten van Juice worden opgestart en getest, in de hoop dat tegen half juli alle instrumenten perfect zullen werken, klaar om naar Jupiter te reizen.
In augustus 2024 zal Juice ‘s werelds eerste maan-aarde-zwaartekrachtassistentie uitvoeren. Door deze manoeuvre uit te voeren, een door zwaartekracht ondersteunde scheervlucht langs de maan, slechts 1,5 dag later gevolgd door een langs de aarde, kan Juice tijdens zijn reis een aanzienlijke hoeveelheid drijfgas besparen.