На этой неделе состоялось окончательное развертывание космического аппарата Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) Европейского космического агентства (ESA) для будущих исследований Юпитера. В течение шести недель команда управления полетами работала над развертыванием солнечных панелей, антенн, зондов и штанг, защищенных при запуске. Последним этапом было развертывание и фиксация зондов и антенн, входящих в программу Juice Radio & Plasma Wave Investigation (RPWI).
«Это были изнурительные, но очень увлекательные шесть недель», — говорит Анжела Дитц, заместитель руководителя миссии по эксплуатации космических аппаратов. «Мы столкнулись с разными вызовами и преодолели их, чтобы привести Juice в правильную форму для получения лучших научных результатов от его путешествия в Юпитер».
В течение развертывания специалисты миссии постоянно фиксировали процесс с помощью встроенных камер мониторинга Juice. Эти камеры сделали первые снимки после запуска, включая «селфи» Джуса из космоса. Они были чрезвычайно важны для проверки правильного расположения всех частей космического корабля.
Каждая антенна и стрела Juice имеют свои собственные инструменты, с которыми они связаны. Инструменты, требующие отделения от электрических и магнитных полей космического корабля, были расположены вдали от Juice.
Этот комплексный набор инструментов будет собирать данные, которые помогут исследователям ответить на многие вопросы о Юпитере. Они будут исследовать океаны Юпитера, уникальность спутника Ганимеда, возможность наличия жизни в системе Юпитера, формирование спутников планеты и природу газовых гигантов в целом.
Помимо использования камер мониторинга команда миссии также получает подтверждение правильности развертывания от самого оборудования. Команды, отвечающие за отдельные инструменты, активируют их и производят измерения, чтобы убедиться, что все работает должным образом. Уже была подтверждена готовность к работе инструментов Juice RPWI, JANUS, J-MAG, GALA и радиационного монитора RADEM для миссии Юпитера.
RPWI: пять дней, семь развертываний
На этой неделе состоялось успешное развертывание четырех зондов Ленгмюра и трех антенн радиоволновых приборов программы исследования Radio & Plasma Wave Investigation (RPWI). Они являются частью набора из десяти датчиков RPWI, предназначенных для измерения электрических и магнитных полей вокруг Юпитера, а также радиоволн и холодной плазмы.
Увидев успешное развертывание последней стрелы сегодня днем, главный исследователь RPWI Ян-Эрик Валунд из Шведского института космической физики сказал: «Прекрасно, после более чем 10 лет интенсивной работы мы наконец-то готовы к научным открытиям!»
RPWI станет первым устройством в своем роде, которое сможет создавать трехмерные карты электрических полей вокруг Юпитера. Это предоставит ценную информацию о передаче энергии между большой магнитосферой Юпитера и его спутниками Ганимедом, Каллисто и Европой, которые покрыты льдом. Эта передача энергии приводит, в частности, к полярным сияниям на Ганимеде и в верхних слоях атмосферы Юпитера. Благодаря высокой чувствительности RPWI к низким частотам, он способен обнаруживать очень слабые электромагнитные сигналы, исходящие от приливов и течений в подповерхностных океанах ледовых спутников.
После каждого развертывания, команда RPWI включала приборы, чтобы измерить разницу, обусловленную каждым вновь развернутым датчиком. Сейчас каждый из них собирает данные и передает их на бортовой блок обработки данных RPWI, который передает информацию на Землю.
«Наша стратегия 3D-дизайна позволяет измерять настоящие физические наблюдаемые величины, такие как энергия и импульс, не прибегая к теориям или симуляциям для интерпретации данных», — отметил Ян Бергман, научный сотрудник Шведского института космической физики и технический менеджер.
ЯНУС: первые изображения, сделанные в космосе
На прошлой неделе, когда космический аппарат Джус находился на расстоянии около 8 миллионов километров от Земли, инженеры впервые активировали оптическую камеру JANUS. Этот прибор отличается от датчиков RPWI, расположенных на удаленных от главного корпуса Juice стержнях. JANUS прикреплен к оптической платформе, позволяющей ему оставаться стабильным при таргетинге на объект, подобно использованию штатива здесь, на Земле. Кроме того, JANUS направлен в том же направлении, что и другие инструменты дистанционного зондирования на борту спутника Juice.
При нахождении у Юпитера, камера JANUS будет делать изображение в 13 разных цветах, от фиолетового до ближнего инфракрасного. Эти изображения позволят исследователям исследовать спутники Ганимед, Каллисто и Европу, включая возможность существования жизни под их ледовыми поверхностями. Кроме того, JANUS будет собирать данные о других компонентах системы Юпитера, таких как интенсивная вулканическая активность на Ио, меньшие спутники и сам Юпитер.
Также важной функцией JANUS будет отображение процессов, происходящих в атмосфере Юпитера, включая его слабую кольцевую систему.
При активации на прошлой неделе была проведена полная проверка аппаратного обеспечения, включая активацию и мониторинг всех подсистем. Работоспособность прибора была проверена с помощью снимков звезд.
«Полученные данные показывают, что все было номинально. После этой напряженной сессии на земле мы можем сказать: у нас есть (полностью готовый) инструмент! - говорит Паскуале Палумбо (IAPS-INAF), главный исследователь JANUS.
RIME: сложная ситуация, наконец, отклеилась
Полный процесс развертывания не прошел беспрепятственно. Лишь несколько дней после запуска экипаж диспетчеров полета попытался развернуть антенну Radar for Icy Moon Exploration (RIME). Первые сегменты антенны открылись без проблем в соответствии с планом, но следующие сегменты отказались двигаться.
Контролеры предположили, что маленькая шпилька повлекла за собой блокировку сегментов. Они собрались вместе, чтобы найти решение. Они удалились от антенны, используя ее двигатели. Они нагрели солнечным светом. Каждый день антенна проявляла признаки движения, но оставалась застряненной. Наконец, почти через три недели, команда использовала механическое устройство, чтобы ударить по кронштейну. Этот удар сдвинул шпильку на несколько миллиметров. Благодаря этому действие антенна полностью развернулась.
По вводу RIME в работу этот процесс все еще продолжается, но команда уже произвела некоторые измерения с помощью этого прибора.
Что дальше для Juice?
В следующие недели более 10 приборов Juice будут включены и проверены с надеждой, что к середине июля все приборы будут работать идеально, готовы к полету к Юпитеру.
В августе 2024 года Juice осуществит первую в мире гравитационную помощь Луны и Земли. Выполняя этот маневр – гравитационный пролет мимо Луны, а через 1,5 дня один с Землей – Juice сможет сэкономить значительное количество топлива во время своего путешествия.
