Una cambra de radiofreqüència especialment actualitzada al cor tècnic de l’ESA està provant el que es convertirà en el sistema de radar més petit que es volrà a l’espai, allotjat a bord d’una nau espacial de la mida d’una caixa de pa.
Programat per volar al sistema d’asteroides binari de Didymos amb l’ESA Hera missió per a la defensa planetària el 2024, el radar compacte a bord del Juventas CubeSat farà el primer radar que sona dins d’un asteroide. Juvents mirarà fins a 100 m de profunditat dins de la lluna Dimorphos de 160 m de diàmetre de l’asteroide Didymos de 780 m de diàmetre.
CubeSats són mini-satèl·lits construïts a partir de caixes estandarditzades de 10 cm. Juventas és un CubeSat de ‘6 unitats’, de 10x20x30 cm, mentre que el seu quartet d’antenes de radar mesura 1,5 m de llarg cadascuna. Així que la campanya de proves inclou un model estructural del Juventas CubeSat, per avaluar com el cos de la nau espacial en miniatura podria afectar els senyals del radar.
La campanya de proves s’està duent a terme dins de la ‘Hybrid European Radio Frequency and Antenna Test Zone’ o Cambra de Hertz al Centre Europeu de Recerca i Tecnologia Espacials de l’ESA (ESTEC) als Països Baixos. Tanmateix, les proves aquí només es van fer possibles després d’una actualització hàbil.
“Un element essencial de les cambres de prova anecoiques com Hertz són les puntes d’escuma que absorbeixen la ràdio que revesteixen les parets interiors, cosa que permet que les proves imiten el buit infinit de l’espai”, explica l’enginyer d’antenes de l’ESA Paul Moseley.
“Però normalment Hertz només pot provar fins a 400 MHz, mentre que les antenes principals d’Hertz radiaran a 60 MHz. A aquesta freqüència, les puntes ja no absorbeixen senyals, de manera que en comptes d’una habitació fosca, la cambra es convertiria en una sala de miralls, llançant múltiples reflexos de ràdio que interfereixen amb la precisió de les nostres mesures”.
Va treballar amb l’equip Hertz de l’ESA MVG a Itàlia per idear una nova configuració que permeti fer proves de freqüència més baixa, inicialment com a part d’una actualització general, però després especialment orientada a permetre les proves de Juventas.
Paul afegeix: “És una combinació de maquinari i programari que ens permet mesurar en aquest entorn, però tot i així reconstruir els resultats correctes, incloses les torres de suport de fibra de vidre que són transparents a les antenes i el programari que combina mesures fetes en molts punts diferents de la sala, en per cancel·lar els efectes de reflexió”.
Franco Pérez Lissi de l’ESA Unitat de sistemes CubeSats està supervisant les proves de Juventas: “Estem mesurant el patró de radiació en una esfera completa que envolta les antenes, els resultats de les quals també haurien de ser molt útils per a la revisió crítica del disseny de Juventas, que tindrà lloc el mes que ve, així com la potència radiada total. Tota aquesta campanya també serveix com una mena d’assaig general per al model de vol de Juventas, que està previst que sigui provat aquí a principis del 2023”.
El radar a bord de Juventas es desenvolupa a partir del Rosetta el sistema de radar CONSERT de la nau espacial, que mirava a l’interior del cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko. És un disseny de radar d’obertura sintètica, el que significa que aprofitarà l’òrbita de Juventas a 3 km sobre la superfície de Dimorphos per integrar múltiples reflexos de senyal i resoldre’ls en imatges.
“Estem orgullosos de veure el llegat de Rosetta vivint en la propera generació de missions a l’espai profund”, afegeix Alain Herique de la Universitat de Grenoble, investigador principal del radar de baixa freqüència JuRa de Juventa.
La Juventas està sent liderada per l’ESA per GomSpace empresa a Luxemburg amb GMV a Romania, amb el seu radar desenvolupat per la Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble grup de la Universitat de Grenoble i Universitat Tècnica de Dresden, amb Astronika a Polònia construint les antenes i EmTroniX a Luxemburg contribuint el sistema de generació de senyal.
Hera també embarcarà un segon CubeSat a l’espai profund, liderat per italià Milani, que utilitzarà una imatge multiespectral per explorar la composició de la superfície de l’asteroide. Hera serà precedida als asteroides Didymos per la NASA Nau espacial DART que realitzarà una deflexió de prova del cos més petit. DART es llançarà el proper dimecres 24 de novembre.
