Instrumenty LP-PWI stworzone przez polską firmę Astronika na potrzeby misji JUICE, jednej z dwóch największych misji realizowanych przez Europejską Agencję Kosmiczną opuszczają Polskę i rozpoczynają swoją drogę w kosmos.
Instrumenty zostaną w najbliższych dniach przetransportowane do Niemiec, gdzie przejdą ostatnie testy magnetyczne, a następnie pod koniec 2020 roku zostaną zainstalowane na sondzie, która w 2022 roku wyleci w kierunku Jowisza.
Stworzone przez Polaków instrumenty stanowią istotny element infrastruktury sondy badawczej, która poleci w kosmos w ramach misji JUICE (JUpiter Icy moons Explorer). Sonda będzie badać okolice Jowisza i jego księżyców, a w szczególności największego z nich – Ganimedesa, a także poszukiwać odpowiedzi na pytania dotyczące istoty Układu Słonecznego.
Urządzenia Astroniki znane pod nazwą LP-PWI (Langmuir Probe – Plasma Wave Instrument) mają postać wysięgników z zamontowanymi czujnikami potencjału plazmy. Głównym zadaniem wysięgników będzie rozłożenie się na odległość 3 metrów od satelity badawczego i ustawienie czujników dokładnie pod kątem 135°, aby umożliwić im badanie plazmy znajdującej się w magnetosferze Jowisza.
Jak twierdzi Łukasz Wiśniewski, członek zarządu Astroniki i manager projektu, stworzenie instrumentów wymagało od zespołu projektowego nieszablonowego podejścia i opracowania innowacji, mających sprostać kosmicznym wyzwaniom:
„Stworzone na potrzeby misji JUICE urządzenia są niezwykle lekkie, ważą poniżej 1.3 kilograma. Musiały zostać zaprojektowane w taki sposób, żeby wytrzymać duże obciążenia, którym zostaną poddane, a także aby podczas otwierania nie zniszczyły same siebie – mówi Wiśniewski.
Zaznaczył, że kolejną kwestią jest ekspozycja na ekstremalnie skrajne temperatury.
„W czasie swojej podróży nasze urządzenia będą musiały wytrzymać zarówno temperaturę około 200°C w okolicach Wenus, jak i nawet -200°C, kiedy sonda znajdzie się w cieniu Jowisza” – dodał project manager projektu dla misji JUICE w Astronika.
Polscy inżynierowie stworzyli pięć egzemplarzy lotnych instrumentów LP-PWI. Cztery z nich zostaną finalnie przyłączone do satelity i wyruszą w podróż w kosmos, a jeden służy jako egzemplarz zapasowy. Urządzenia zostały od początku zaprojektowane i wyprodukowane przez Polaków z wykorzystaniem szeregu innowacyjnych technologii.
Ostatni test przed wylotem na Jowisza
Instrumenty LP-PWI przeszły długą i wymagającą kampanię akceptacyjną, na którą składał się szereg testów potwierdzających ich skuteczność i niezawodność. Przeprowadzone próby obejmowały między innymi testy działania w warunkach symulowanej nieważkości, testy wibracyjne oraz termo-próżniowe.
Pomyślne zakończenie testów przeprowadzonych w Polsce oznacza, że instrumenty mogą rozpocząć swoją drogę w kierunku Jowisza. Przed dostarczeniem do głównego kontraktora w Niemczech czeka je jeszcze jedna próba – testy magnetyczne. Pozwolą one zweryfikować czystość magnetyczną urządzeń, czyli potwierdzić, że ich praca nie zakłóci działania pozostałych instrumentów sondy.
Po tej ostatniej próbie instrumenty LP-PWI zostaną przetransportowane do siedziby głównego integratora satelity – Airbus Defence and Space w niemieckim Friedrichshafen, gdzie pod koniec 2020 zostaną na stałe przyłączone do satelity badawczego, który w 2022 roku wyleci w kierunku Jowisza.
Sukces możliwy dzięki międzynarodowej współpracy
Oprócz urządzeń LP-PWI Astronika stworzyła na potrzeby misji JUICE także drugi rodzaj mechanizmu, system anten pod nazwą RWI – Radio Wave Instrument. Mechanizm ten obecnie znajduje się w fazie testów, jednak docelowo również stanie się częścią sondy badawczej JUICE.
Obydwa urządzenia zostały stworzone jako część projektów realizowanych we współpracy z Instytutem Fizyki Plazmy w Uppsali, Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk oraz japońskim Tohoko University.
Astronika odpowiada za inżynierską część projektu, czyli zaprojektowanie, stworzenie i odpowiednie przygotowanie urządzeń do działania w kosmosie. Analizą gromadzonych przez nie wyników zajmować się będą przedstawiciele CBK PAN oraz Instytutu Fizyki Plazmy.
„Astronika już teraz jest liderem branży na polskim rynku. Zaproszenie do udziału w największych misjach naukowych ESA potwierdza, że umacnia się pozycja zarówno nasza, jak i Polski w oczach światowego sektora kosmicznego” – mówi Łukasz Wiśniewski.
To nie pierwszy międzynarodowy sukces firmy. W 2018 roku Astronika wraz z CBK PAN stworzyła penetrator, który w ramach misji InSight realizowanej przez NASA, jako element lądownika poleciał na Marsa by zagłębić się 5 metrów pod jego powierzchnię. W portfolio Astroniki znajduje się kilkanaście projektów, w tym siedem lotnych.
Efekty poznamy za osiem lat
Start misji JUICE planowany jest na połowę 2022 roku, a podróż sondy badawczej ku Jowiszowi i jego księżycom zajmie około ośmiu lat. Praca instrumentów pozwoli zbadać najbliższe otoczenie Jowisza i jego księżyców: Ganimedesa, będącego największym księżycem w Układzie Słonecznym, ale także Europy i Kallisto.
Naukowcy mają nadzieję, że misja JUICE przybliży nas do uzyskania odpowiedzi na fundamentalne pytania dotyczące Układu Słonecznego, w tym o występowanie w nim życia, ponieważ, jak przypuszczają badacze, na księżycach Jowisza może znajdować się woda w stanie ciekłym.
Misja JUICE jest jedną z dwóch największych misji naukowych Europejskiej Agencji Kosmicznej i pierwszą realizowaną w ramach strategicznego programu naukowego Kosmiczna Wizja (Cosmic Vision), a jej łączny koszt sięga niemal 900 mln euro.
