هل يوجد مشروع هندسي تكنولوجي أكثر تعقيدًا وتعقيدًا من مركبة فضائية؟ ربما معجل الجسيمات أو أ مشروع طاقة الانصهار . لكن بخلاف هذين ، ربما تكون الإجابة لا.
مركبة فضائية مثل وكالة الفضاء الأوروبية عصير لا تخرج من المختبر فقط على استعداد للذهاب. كل مركبة فضائية مثل JUICE هي تصميم فريد ، وتتطلب سنوات - أو حتى عقدًا أو أكثر - من العمل قبل أن يروا منصة الإطلاق. مع تاريخ إطلاق مجدول في عام 2022 ، يكون JUICE في منتصف كل هذا العمل. تلتقط كاميراتها الآن صورًا لكوكب المشتري وأقماره الجليدية كجزء من معايرة الملاحة وضبطها.
'لقد شعرت بأهمية خاصة لإجراء اختباراتنا بالفعل في وجهتنا!'
جريجوري جونينو ، خبير الملاحة القائمة على الرؤية في شركة إيرباص للدفاع والفضاء.
يرمز JUICE إلى Jupiter Icy Moons Explorer. تتمثل مهمتها في الدوران حول كوكب المشتري وإجراء تحليقات متكررة للأقمار التي تحمل المحيطات لعملاق الغاز: كاليستو و جانيميد ، و أوروبا . بالنسبة للمرحلة الأخيرة من مهمتها ، سوف يستقر JUICE في مدار حول Ganymede ، أكبر قمر في النظام الشمسي ، لإلقاء نظرة ممتدة. (ستكون JUICE أول مركبة فضائية تدور حول قمر كوكب آخر.) في نهاية مهمتها في فبراير 2034 ، سيتم إيقاف تشغيل المركبة الفضائية عن طريق اصطدامها بـ Ganymede.
سوف يقضي JUICE ما يقرب من خمس سنوات في دراسة أقمار المشتري التي تحمل المحيط. من اليسار إلى اليمين ، سيزور JUICE كاليستو لعدة رحلات طيران ، ويوروبا لرحلتين طيران ، وجانيميد للرحلات الجوية والإدخال المداري. رصيد الصورة من اليسار إلى اليمين: NASA / JPL / DLR ؛ ناسا / مختبر الدفع النفاث / DLR ؛ ناسا / مختبر الدفع النفاث.
ملف تعريف مهمتها معقد للغاية ، وكل هذا التعقيد يتطلب تنقلًا دقيقًا. ستلعب NavCam (كاميرا الملاحة) للمركبة الفضائية دورًا رئيسيًا في العثور على موقع JUICE وسرعته فيما يتعلق بالأقمار التي تزورها. (سيساعد التتبع اللاسلكي أيضًا ، بالطبع). تستغرق الإشارة اللاسلكية ذهابًا وإيابًا بين الأرض والمشتري حوالي ساعة و 45 دقيقة ، لذلك من الضروري وجود نظام ملاحة مستقل. NavCam هو جزء مهم من هذا النظام.
تم التقاط هذه الصور للمشتري وأقماره باستخدام NavCam ، ولكن ليس أثناء إرفاقه بالمركبة الفضائية. قام فريق من المهندسين في شركة إيرباص ، المقاول الرئيسي لمهمة JUICE ، باصطحاب NavCam إلى سطح مبنى في منشأة إيرباص في تولوز ، فرنسا. كان الهدف هو اختبار NavCam في ظروف السماء الحقيقية.
صورة أولية من NavCam التابع لـ JUICE. في هذه الصورة ، الملتقطة على مسافة تزيد عن 600 مليون كيلومتر (373 مليون ميل) ، تكون الأقمار مجرد عدد قليل من البكسل. حقوق الصورة: إيرباص للدفاع والفضاء.
كانوا يختبرون نموذجًا هندسيًا لـ NavCam ، وركزوا على واجهات البرامج والأجهزة المختلفة ، بما في ذلك معالجة الصور وبرامج التنقل على متن الطائرة. لم يكتفوا بمراقبة القمر والأشياء الأخرى ، ولكن الهدف النهائي للمركبة الفضائية ، كوكب المشتري وأقماره.
'مما لا يثير الدهشة ، أنه على بعد حوالي 640 مليون كيلومتر ، يُنظر إلى أقمار المشتري على أنها مجرد بكسل أو اثنين ، ويظهر كوكب المشتري نفسه مشبعًا في صور التعريض الطويل اللازمة لالتقاط كل من الأقمار والنجوم الخلفية ، ولكن هذه الصور مفيدة - ضبط برنامج معالجة الصور الخاص بنا والذي سيعمل بشكل مستقل على متن المركبة الفضائية ، 'كما يقول جريجوري جونينو ، خبير الملاحة القائمة على الرؤية في Airbus Defense and Space ، في خبر صحفى . 'لقد شعرت بأهمية خاصة لإجراء اختباراتنا بالفعل في وجهتنا!'
هذه هي اللمحة الأولى لوجهة JUICE النهائية التي تم التقاطها بواسطة NavCam للمركبة الفضائية أثناء الاختبار الأرضي. حقوق الصورة: إيرباص للدفاع والفضاء.
البيئة المحيطة بالمشتري سيئة بشكل خاص عندما يتعلق الأمر بالإشعاع. تحتاج NavCam ، بالإضافة إلى جميع أنظمة المركبات الفضائية الأخرى ، إلى الحماية من هذا الإشعاع. تعتبر جميع الأجهزة والأنظمة بالغة الأهمية ، ولكن ربما لا يوجد شيء بالغ الأهمية مثل معدات الملاحة مثل NavCam.
الغرض من NavCam هو توفير التنقل الدقيق المطلوب للعمل في المنطقة. لن تكون JUICE فقط أول مركبة فضائية تدور حول قمر كوكب آخر ، ولكن تحليقها ستأخذها بالقرب من الأقمار - على بعد 200 كم و 400 كم من الأسطح. سيسمح التنقل الدقيق في NavCam لـ JUICE بالسفر بأمان وفعالية حول المشتري ، وكذلك لتوفير الوقود.
عرض NavCam محاكاة لأقمار كوكب المشتري. حقوق الصورة: إيرباص للدفاع والفضاء.
بالطبع ، ستبدو الأمور مختلفة كثيرًا بمجرد وصول المركبة الفضائية إلى كوكب المشتري. أثناء التحليق وأثناء مدار جانيميد ، ستكون NavCam قادرة على رؤية ميزات السطح على الأقمار. تضمن جزء من اختبار NavCam تزويدها بصور تحاكي ما ستراه بمجرد وجودها هناك.
أضاف دانييل غيراردي ، خبير التوجيه والملاحة والتحكم في وكالة الفضاء الأوروبية ، في نفس البيان الصحفي: 'إن محاكاة أقمار كوكب المشتري تعطي انطباعًا أكثر واقعية عما ستلتقطه NavCam أثناء رحلات الطيران'. 'بالطبع ، ستثير مجموعة الكاميرات العلمية عالية الدقة إعجابنا بمزيد من التفاصيل حول هذه الأقمار الغامضة.'
صورة محاكاة لكوكب المشتري ويوروبا مستخدمة في اختبار NavCam. حقوق الصورة: Airbus Space and Defense.
يُطلق على نظام التصوير الذي يشير إليه غيراردي اسم JANUS (Jovis ، Amorum ac Natorum Undique Scrutator.) إنه نظام تصوير متطور وعالي الدقة مع دقة مكانية تصل إلى 2.4 م / بكسل (7.9 قدم / بكسل). التصوير ، وسوف يتكامل مع البيانات الطيفية والليزر والرادارية لتوفير قياسات الجيومورفولوجيا.
ليس هذا هو الاختبار الوحيد الذي ستخضعه NavCam بينما تعمل ESA و Airbus في طريقهما نحو إطلاق المهمة النهائي في عام 2022. بحلول نهاية العام ، سيتم اختبار NavCam باستخدام 'مجموعة بصريات أداء تمثيلية كاملة للرحلة'. بعد ذلك ، سيتم اختباره للتكامل مع بقية المركبة الفضائية JUICE. وبعد الإطلاق ، ستستخدم وكالة الفضاء الأوروبية نموذجًا هندسيًا من NavCam لدعم عمليات المهام.
انطباع الفنان عن Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) بالقرب من المشتري وأحد أقماره ، أوروبا. الائتمان: ESA / AOES
إنها وسيلة للذهاب قبل إطلاق عصير ، ولكن هذه التواريخ لها وسيلة للتسلل إلينا. لم يمض وقت طويل حتى كنا ننتظر بصبر مركبة الفضاء JUNO التابعة لناسا للانطلاق إلى كوكب المشتري. الآن ، كان JUNO يدور حول كوكب المشتري لأكثر من ثلاث سنوات ، ومددت ناسا مهمتها حتى يوليو 2021.
ولكن في حين أن JUNO تدور في الغالب حول كوكب المشتري نفسه ، فإن JUICE تركز على الأقمار التي تحمل المحيط حول المشتري ، في محاولة لتأسيس إمكاناتها لدعم الحياة. لكن لا يمكنها فعل ذلك بدون التنقل الدقيق ، وهذا ما تدور حوله NavCam.
أكثر:
- بيان صحفي من وكالة الفضاء الأوروبية: مهمة المشتري تأخذ الصور الأولى للوجهة - من الأرض
- هذه: مهمة العصير
- فيديو الكون اليوم: استكشاف الأقمار الجليدية لكوكب المشتري. Europa Clipper من NASA و ESA's JUICE