Informovali jsme na sociálních sítích zde o úspěšném vypuštění největší planetární sondy JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) k největší planetě Sluneční soustavy. Sonda je vybavena celkem deseti vědeckými přístroji, které mají poskytnout komplexní analýzu Jupitera a jeho měsíců. Zvláštní pozornost bude věnována měsíci Ganymed, který je považován za planetární těleso s vlastním oceánem a tím pádem má potenciál pro obyvatelnost. Kromě toho budou zkoumány i další dva měsíce, Europa a Callisto, abychom získali srovnávací data o vlivu Jupitera na různé měsíce v jeho magnetosféře.

Výzkumné týmy z České republiky se zapojily do přípravy a vývoje vědeckého přístroje RPWI (Radio and Plasma Wave Investigation) na palubě mise JUICE. Tým z Ústavu fyziky atmosféry Akademie věd navrhl a postavil vícesložkový analyzátor elektromagnetických vln pro tento přístroj. Tým z Astronomického ústavu AV ČR zajistil dodání dvojice speciálně navržených napájecích zdrojů s extrémně nízkým šumem pro RPWI.

Image

"Vývoj takového napájecího zařízení skýtá svá úskalí. Musíme dodržet určitou maximální hmotnost, rozměry, musí být odolný vůči radiaci a energeticky úsporný," uvedl vedoucí vývoje napájecího zdroje přístroje RPWI, Jaroslav Laifr, v roce 2016 pro blog ČVUT. Samotná sonda k Jupiteru poletí  8 let. Vědci chtěli, aby po celou tu dobu sonda žila. "Sonda musí být funkční nejen při zkoumání samotných měsíců Jupiteru, což bude trvat přibližně další 3 roky, ale také při zmiňované cestě. Kolegové během ní budou sondu například kalibrovat, a tak je třeba, aby napájecí zařízení po celou dobu spolehlivě fungovalo. A dokážete si představit, jak to asi může vypadat v hlubokém vesmíru," doplnil Laifr.

Desky plošných spojů pro tento přístroj byly osazeny diskrétními komponenty založenými na studené redundanci s velmi nízkým šumem DC/DC měniče pro mise do hlubokého vesmíru bez optické nebo magnetické zpětné vazby (obr. 1).  Uzemňovací roviny pokryli 95 % plochy  a pod FPGA byly zavedeny dvě napájecí roviny. Hlavní napájecí spínače se nacházejí v blízkosti okraje desky plošných spojů, aby se zvýšila odolnost proti proudění tepelné vodivosti do rámu skříně napájení s hlavní elektronikou. Žádné elektrické komponenty nebyly napojeny na samotný rámeček, s výjimkou propojovacích konektorů MDM, které jsou propojeny vodiči k desce.
Desky plošných spojů vyrobila česká firma Gatema PCB podle návrhů vědců z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR.

Přístroj RPWI (Radio and Plasma Wave Investigation) bude pomocí souboru senzorů a sond určovat rádiové záření a plazmové prostředí Jupiteru a jeho ledových měsíců.

Image

Mise JUICE odlétala 14. 4. se dvě tématy programu ESA Cosmic Vision: Jaké jsou podmínky pro vznik planet a vzniku života? a Jak funguje sluneční soustava? Celkově je toto velký a zajímavý projekt s nadějí na odhalení nových poznatků o Jupiteru a jeho měsících, což nám může poskytnout cenné informace o formování a vývoji obřích planet a satelitů v celé Sluneční soustavě i mimo ni.

V současné době se sonda nachází přes 26 milionů km nad povrchem Země, o rok později se přiblíží zpět k Zemi, odkud bude katapultována blíže Venuši, kam dorazí o další rok později, a právě od Venuše se sonda odstřelí dál do vesmíru směrem ke vzdálenějším planetám. To se ale bude psát září 2025. Jeho cestu můžete sledovat v modelové vizualizaci cesty.

Do té doby se otestuje funkčnost všech přístrojů  ve vesmírném prostředí, tak aby u měsíců Jupitera byla jistota funkčnosti. Už nyní zvládlo centrální řízení ESA na dálku rozmístit všechny solární panely, antény, sondy a ramena, které byly bezpečně ukryty během startu. A také umístit a zafixovat sondy a antény na RWPI na jehož spolehlivém fungování se podílela celá Evropa včetně firmy Gatema PCB.

Image

Kam všude se odstanou naše desky plošných spojů z podstaty prototypové výroby a dodaných konstrukčních výkresů zpravidla netušíme, ale o to víc nás těší, pokud se dozvíme, že jsme mohli drobně přispět na zajímavý projekt,  který má  doslova nadpozemský přesah.

Zdroj:

1. ZPRAVODAJSKÝ SERVIS - ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE, VÝPOČETNÍ A INFORMAČNÍ CENTRUM ČVUT. Mise na Jupiter s přispěním českých vědců. Https://aktualne.cvut.cz [online]. Praha, 2016 [cit. 2023-07-31]. Dostupné z: https://aktualne.cvut.cz/zpravy-z-medii/20160211-mise-na-jupiter-s-prispenim-ceskych-vedcu
2. LAIFR, Jaroslav. Radiation tolerant power electronics for space applications. Praha, 2018. Doctoral Thesis. Czech Technical University, Faculty of Electrical Engineering Department of Measurement. Vedoucí práce Doc. Ing. Karel Draxler, CSc., Dr. Pavel M. Trávníček.