Pomogą w badaniu księżyców Jowisza. Wysięgniki sondy JUICE po wstępnych testach

JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) to pierwsza duża misja Europejskiej Agencji Kosmicznej, realizowana w ramach programu Cosmic Vision (Kosmiczna Wizja) na lata 2015-2025. Sonda będzie badała atmosferę największej planety Układu Słonecznego, Jowisza oraz jego księżyców: Europy, Kallisto i Ganimedesa. Przypuszcza się, że pod lodową powierzchnią tych księżyców znajduje się woda w stanie ciekłym. To może stwarzać korzystne warunki do powstawania życia, którego śladów będzie też poszukiwać JUICE.

Sonda misji JUICE będzie wyposażona w różne instrumenty badawcze. Polska firma Astronika przygotowuje na jej rzecz m.in. komplet wysięgników, na których końcach zamontowane będą czujniki rejestrujące oddziaływanie plazmy (Langmuir Probe – Plasma Wave Instrument). Na statku kosmicznym zamontowane zostaną cztery identyczne egzemplarze.

Wysięgniki, dysponujące masą łącznie z urządzeniem pomiarowym na poziomie 1,3 kg, składają się z dwóch segmentów, z których każdy mierzy po 1,5 metra. Do ich otwierania nie są potrzebne silniki, gdyż niezbędny do tego moment obrotowy jest generowany przez sprężyny zegarowe. Po rozłożeniu mierzą zatem 3 m długości, co ma uchronić czuły sprzęt pomiarowy przed zakłóceniami ze strony elektroniki pokładowej i systemu zasilania statku kosmicznego.

Urządzenia te muszą spełniać również inne rygorystyczne wymogi, zwłaszcza w zakresie wytrzymałości na ekstremalne temperatury - od minus 220 do plus 200 stopni Celsjusza. Ponadto muszą też być odporne na wibracje generowane przez rakietę podczas startu, a przy tym jak najlżejsze. Wysięgniki skonstruowano zatem m.in. z wykonanych na zamówienie rurek z włókna węglowego, a także z wielu innych, lekkich ale wytrzymałych materiałów.  

Jak podają przedstawiciele spółki Astronika, w toku marcowych testów sprawdzono działanie pięciu wysięgników - zgodnie z deklaracjami, przebiegły one bez problemów. Dodatkową sztukę wykonano jako model zapasowy, na wypadek "gdyby jeden z pozostałych uległ uszkodzeniu, np. w czasie transportu" - tłumaczy Ewelina Ryszawa, inżynier pracująca przy tym projekcie.

Przed wysięgnikami są jeszcze nadal dwie serie prób - wibracyjnych, które mają zasymulować moment startu rakiety i temperaturowo-próżniowych. Astronika planowała oddać gotowe i przetestowane wysięgniki do ESA w połowie 2020 roku, jednak ze względu na zagrożenie epidemiczne termin ten będzie musiał być przesunięty, zapewne o kilka miesięcy, gdyż kluczowe testy mają być przeprowadzone w Holandii i w Niemczech.

Start misji JUICE zaplanowany jest na połowę 2022 roku. Termin jest sztywno ustalony ze względu na korzystne, wzajemne ułożenie w tym czasie Ziemi, Wenus i Marsa. Sonda będzie bowiem korzystała z asyst grawitacyjnych tych planet. Po przebyciu 600 milionów kilometrów, próbnik znajdzie się na orbicie Jowisza w 2029 roku, gdzie będzie prowadzić obserwacje przez co najmniej trzy lata.

Astronika to firma, która powstała z inicjatywy polskich inżynierów z doświadczeniem w branży kosmicznej. Specjalizuje się w wytwarzaniu podzespołów i instrumentów misji kosmicznych – w szczególności penetratorów geologicznych, mechanizmów trzymająco-zwalniających oraz systemów antenowych.

Sprzęt skonstruowany przez inżynierów Astroniki jest m.in. obecnie częścią misji marsjańskiej NASA InSight, korzystającej z układu penetratora HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package) – czyli próbnika służącego do pomiaru strumienia ciepła z wnętrza planety. Mechanizm wbijający, który jest częścią tego penetratora, został wykonany właśnie przez firmę Astronika. Cały instrument zintegrowała Niemiecka Agencja Kosmiczna, ona też dostarczyła cały mechanizm do NASA.