Polskie instrumenty zbadają księżyce Jowisza

dodano: 2023-03-29 20:35
autor: Karolina Dobrowolska | źródło: Astronika

Polscy naukowcy i inżynierowie ponownie biorą udział w prestiżowej misji kosmicznej. Tym razem instrumenty badawcze naszej konstrukcji polecą w kierunku Jowisza, żeby odkryć tajemnice jego księżyców – Ganimedesa, Europy i Kallisto. Celem misji jest m. in. ustalenie czy w ukrytych oceanach na tych ciałach niebieskich mogło powstać życie oraz czy w przyszłości Ganimedes mógłby służyć kolejnym misjom jako baza przesiadkowa do eksploracji głębokiego kosmosu. Start misji planowany jest na 13 kwietnia po południu. Rakieta Ariane 5 ma wystartować z kosmodromu w Gujanie Francuskiej.

Prosimy o wyłączenie blokowania reklam i odświeżenie strony.

Instrumenty pomiarowe i komponenty funkcjonalne dla misji JUICE opracowały zespoły naukowe łącznie z 16 krajów europejskich oraz USA (NASA), Japonii (JAXA) i Izraela (ISA). Udział naukowców i inżynierów z Polski był kluczowy dla całego przedsięwzięcia.

Udział Polaków w misji

Polska firma Astronika (znana m.in. z wysłania na Marsa swojego „Kreta HP3” w ramach misji NASA Insight w 2018 roku) i Centrum Badań Kosmicznych PAN wraz ze szwedzkim Instytutem Fizyki Plazmy w Uppsali były odpowiedzialne za dostarczenie instrumentu RPWI (Radio Plasma Wave Investigation), którego celem jest pomiar promieniowania i potencjału plazmy wokół Jowisza. Naukowcy z CBK PAN i inżynierowie z Astroniki przygotowali dwa urządzenia: anteny RWI (Radio Wave Instrument) oraz wysięgniki LP-PWI (Langmuir Probe - Plasma Wave Instrument).

Misja JUICE stanowiła ogromne wyzwanie inżynieryjne, a przygotowane instrumenty będą musiały stawić czoła wymaganiom, z którymi nie mierzyła się dotąd żadna europejska misja. Promieniowanie w układzie Jowisza osiąga monstrualne poziomy i ugotuje każdą sondę, która nie będzie miała odpowiednich materiałów i powłok. Dodatkową trudnością jest rozpiętość temperatur, która podczas misji wahać się będzie od +250°C, podczas przelotu obok Wenus, do -230°C w okolicach Jowisza. Wynalezienie i zapewnienie odpowiednich komponentów wymagało ścisłej, wieloletniej współpracy szeregu polskich podwykonawców – uczelni, instytutów i prywatnych firm. Za każdym z nich kryje się osobna technologia, która musiała zostać opracowana w ramach projektu.

Poza tym, sonda, nad którą pracowali Polacy musi być jednocześnie ultralekka i ultrawytrzymała, a do tego po otwarciu i uruchomieniu musi osiągać naprawdę spore rozmiary.

- Przykładowo, RWI podczas startu ma tylko 26 cm długości i rozwija się do ok. 2,5 metra, natomiast LP-PWI ma masę poniżej 1,3 kg i pozycjonuje czujniki pomiarowe aż trzy metry od sondy kosmicznej. W wyniku naszych prac powstało kilka nowych technologii i oraz patent. Wykonaliśmy szereg testów funkcjonalnych, wibracyjnych, termiczno-próżniowych wg najwyższych standardów ESA – tłumaczy Łukasz Wiśniewski z Astroniki.

ESA - coraz silniejszy gracz w kosmicznym wyścigu

Ta misja jest ważna nie tylko dla Polaków, ale dla całej Europy. Pokazuje bowiem po raz kolejny, że eksploracją kosmosu na najwyższym poziomie zajmuje się nie tylko NASA, ale też ESA (Europejska Agencja Kosmiczna). JUICE będzie pierwszą sondą kosmiczną w historii, która wejdzie na orbitę księżyca innego niż ziemski. Mowa o Ganimedesie – największym księżycu Jowisza, a zarazem największym księżycu w Układzie Słonecznym. Złożona i wymagająca seria przelotów z asystami grawitacyjnymi będzie mogła zostać wykonana tylko dzięki umiejętnościom unikalnym dla ESA. Misja ta potwierdza, że pozycję lidera w eksploracji zewnętrznych części Układu Słonecznego posiada właśnie Europejska Agencja Kosmiczna.

Polskiego wkładu w misję JUICE nie byłoby bez wsparcia Ministerstwa Edukacji i Nauki, które zleciło finansowanie działań w ramach funduszu ESA Prodex. Warto w tym miejscu zauważyć, że specyfika wieloletnich przygotowań do misji kosmicznych wymaga nie tylko doskonałej współpracy pomiędzy nauką, a biznesem, ale też między tymi światami, a światem polityki, który często ma ostatni głos w sprawie zapewnienia środków do realizacji ambitnych przedsięwzięć.

Co, gdzie, kiedy?

Okno startowe dla misji, czyli czas, w którym może wystartować rakieta z sondą na pokładzie, otwiera się w połowie kwietnia i zamyka pod koniec miesiąca. Start z kosmodromu w Gujanie Francuskiej planowany jest na 13 kwietnia. Start rakiety będzie można oglądać na żywo. Nadawanie przez telewizję ESA rozpocznie się na 30 minut przed odlotem.

Prace naukowe podczas misji JUICE zaczną się około sześć miesięcy po dotarciu do Jowisza. Pierwsze rezultaty badań będą możliwe do osiągnięcia około 2032 roku. Pewne dane będą także zbierane wcześniej, podczas podróży sondy w kierunku gazowej planety. Wtedy także otrzymamy pierwsze wykonane w trakcie misji obrazy.

Dla Polaków pierwszą próbą działania instrumentów będzie ich otwarcie w przestrzeni kosmicznej, które planowane jest między 12 a 17 dniem od startu rakiety.

Dodatkowo możemy się spodziewać tzw. „zdjęcia pożegnalnego” Ziemi, kiedy sonda uzyska na nią dobry widok.

Informacje dodatkowe i słowniczek

Astronika to jedna z firm rozwijającego się polskiego przemysłu kosmicznego, która dostarcza rozwiązań dla międzynarodowych misji eksploracyjnych i do satelitów. Najbardziej znanym instrumentem wykonanym przez Astronikę był Kret HP3, który wbił się pod powierzchnię Marsa w ramach misji NASA Insight w latach 2019-2021. Podczas 10-ciu lat działalności Astronika opracowała rozwiązania dla aż 6 misji kosmicznych.

CBK PAN – Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk prowadzi prace naukowe i techniczne w zakresie fizyki przestrzeni kosmicznej oraz fizycznych i geodynamicznych badań planet i Ziemi.

JUICE - Jupiter Icy Moon Explorer – planowana sonda Europejskiej Agencji Kosmicznej mająca dotrzeć do układu Jowisza, w celu przebadania trzech jego księżyców: Ganimedesa, Kallisto i Europy.

RPWI – Radio and Plasma Waves Investigation – instrument badawczy przygotowany przez Instytut Fizyki Plazmy w Uppsali, CBK PAN i Astronikę, który scharakteryzuje środowisko emisji radiowej i plazmy Jowisza i jego lodowych księżyców za pomocą zestawu czujników i sond.

Antena RWI - Radio Wave Instrument - trzy wzajemnie prostopadłe anteny, które zapewniają możliwość kierunkowego odbioru emisji radiowych obecnych w środowisku plazmy wokół układu Jowisza.

Wysięgniki LP-PWI - Langmuir Probe - Plasma Wave Instrument - cztery trzy-metrowe wysięgniki, które pozycjonują w różnych kierunkach czujniki pomiarowe potencjału plazmy.

Ważne daty:

- 13 kwietnia ok. godz. 14:15 polskiego czasu – start rakiety z kosmodromu w Gujanie Francuskiej (pod warunkiem, że okoliczności będą sprzyjające; w innym wypadku start może być przesunięty)

- Pomiędzy 25 a 30 kwietnia – otwarcie się polskich instrumentów badawczych w przestrzeni kosmicznej (RWI i LP-PWI)

Materiał chroniony prawem autorskim - wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy.