Finns det ett mer komplicerat och sofistikerat teknikprojekt än ett rymdskepp? Kanske en partikelaccelerator eller ett fusionskraftprojekt. Men bortsett från dessa två är svaret förmodligen nej.
Rymdfarkoster som ESA: s JUICE kommer inte bara ut ur labbet redo att gå. Varje rymdskepp som JUICE är en enkel design, och de kräver år - eller till och med ett decennium eller mer - arbete innan de någonsin ser en lanseringsplatta. Med ett planerat lanseringsdatum 2022 är JUICE mitt i allt detta arbete. Nu tar kamerorna bilder av Jupiter och dess iskalla månar som en del av sin navigeringskalibrering och finjustering.
"Det kändes särskilt meningsfullt att utföra våra test redan på vår destination!"
Gregory Jonniaux, visionbaserad navigationsekspert på Airbus Defense and Space.
JUICE står för Jupiter Icy Moons Explorer. Dess uppdrag är att kretsa om Jupiter och att utföra upprepade fly-bys av gasjättens havbärande månar: Callisto, Ganymede och Europa. För den sista fasen av sitt uppdrag kommer JUICE att bosätta sig i en bana runt Ganymede, solsystemets största måne, för en utsträckt blick. (JUICE kommer att vara det första rymdskeppet som kretsar runt en annan månes måne.) I slutet av sitt uppdrag i februari 2034 kommer rymdskeppet att tas ur drift genom att påverka Ganymede.
Dess uppdragsprofil är ganska komplex, och all denna komplexitet kräver exakt navigering. Rymdskeppets NavCam (Navigation Camera) kommer att spela en viktig roll för att hitta JUICE: s position och hastighet i förhållande till månarna den besöker. (Radiospårning hjälper naturligtvis också.) En rundtur-radiosignal mellan Jorden och Jupiter tar cirka 1 timme och 45 minuter, så ett autonomt navigationssystem är nödvändigt. NavCam är en kritisk del av det systemet.
Dessa bilder av Jupiter och dess månar togs med NavCam, men inte medan det var fäst vid rymdskeppet. Ett team av ingenjörer på Airbus, JUICE-uppdragets huvudentreprenör, tog NavCam till taket i en byggnad vid Airbus-anläggningen i Toulouse, Frankrike. Målet var att testa NavCam under riktiga himmelförhållanden.
De testade en ingenjörsmodell av NavCam, och de fokuserade på olika programvaru- och hårdvarugränssnitt, inklusive bildbehandling och navigationsprogramvara ombord. De observerade inte bara månen och andra föremål, utan rymdskeppets slutliga mål, Jupiter och dess månar.
”Förvånansvärt, cirka 640 miljoner kilometer bort, ses Jupiters månar bara som en pixel eller två, och Jupiter själv verkar mättad i de långa exponeringsbilder som behövs för att fånga månar och bakgrundstjärnor, men dessa bilder är användbara för att fina -inställ vår bildbehandlingsprogramvara som kommer att köras autonomt ombord på rymdskeppet, säger Gregory Jonniaux, Vision-Based Navigation expert på Airbus Defense and Space, i ett pressmeddelande. "Det kändes särskilt meningsfullt att utföra våra test redan på vår destination!"
Miljön runt Jupiter är särskilt otäck när det gäller strålning. NavCam, liksom alla andra rymdskeppets system, måste skyddas från den strålningen. Alla instrument och system är kritiska, men kanske är ingen lika kritisk som navigationsutrustningen som NavCam.
NavCams syfte att tillhandahålla den finjusterade navigering som krävs för att arbeta i regionen. JUICE kommer inte bara att vara det första rymdskeppet som kretsar runt månen på en annan planet, utan dess flybys kommer att ta den mycket nära till månarna - mellan 200 km och 400 km från ytorna. NavCams precisionsnavigering gör det möjligt för JUICE att resa säkert och effektivt runt Jupiter och också spara bränsle.
Naturligtvis kommer saker att se mycket annorlunda ut när rymdskeppet är på Jupiter. Under flybys och under Ganymedes bana kan NavCam se ytfunktioner på månarna. En del av NavCams test handlade om att mata den simulerade bilder av vad den kommer att se när den är där.
"De simulerade vyerna över Jupiters månar ger ett mer realistiskt intryck av vad vår NavCam kommer att fånga under flybys," tillade Daniele Gherardi, ESA: s vägledning, navigations- och kontrollsexpert, i samma pressmeddelande. "Naturligtvis kommer den högupplösta vetenskapliga kamerasviten att imponera på oss med ännu mer detaljer om dessa gåtfulla månar."
Bildsystemet som Gherardi refererar till kallas JANUS (Jovis, Amorum ac Natorum Undique Scrutator.) Det är ett sofistikerat, högupplöst bildsystem med en rumslig upplösning ner till 2,4 m / pixel (7,9 ft / pixel.) Det ger också stereo avbildning, och kommer att integreras med spektral-, laser- och radardata för att ge geomorfologiska mätningar.
Detta är inte det enda testet som NavCam kommer att genomgå när ESA och Airbus jobbar sig mot uppdragets eventuella lansering 2022. I slutet av året kommer NavCam att testas med en "full flight representant performance opticsenhet." Därefter testas det för integration med resten av JUICE-rymdskeppet. Och efter lanseringen kommer ESA att använda en teknisk modell av NavCam för att stödja uppdrag.
Det är ett sätt att gå innan JUICE lanseras, men dessa datum har ett sätt att smyga på oss. Det var inte så länge sedan som vi vänta tålmodigt på att NASA: s JUNO-rymdskepp ska sjösättas till Jupiter. Nu har JUNO kretsat kring Jupiter i över tre år och NASA har utökat sitt uppdrag till juli 2021.
Men medan JUNO mestadels handlar om Jupiter själv, fokuserar JUICE på de havsbärande månarna runt Jupiter och försöker fastställa sin potential att stödja livet. Men det kan inte göra det utan precisionsnavigering, och det är vad NavCam handlar om.
MER:
- ESA: s pressmeddelande: JUPITERMISSION TAR FÖRSTA BILDER AV DESTINATION - FRÅN JORD
- ESA: JUICE Mission
- Space Magazine Video: Exploring The Icy Moons of Jupiter. NASAs Europa Clipper och ESAs JUICE
