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ESA Science & Technology – #8: Successful integration of JUICE’s 10.6-metre-long arm

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जूस के टूलकिट का विस्तार: मैग्नेटोमीटर ‘आर्म’ को एकीकृत करना। क्रेडिट: एयरबस, सेनर

फरवरी के अंत में, JUICE ने एक मील का पत्थर हासिल किया जब इसके J-MAG मैग्नेटोमीटर और रेडियो और प्लाज्मा वेव इन्वेस्टिगेशन (RPWI) उपकरणों के लिए बूम को सफलतापूर्वक स्थानांतरित कर दिया गया और जर्मनी के फ्रेडरिकशफेन में एयरबस उपग्रह एकीकरण केंद्र सुविधाओं में स्थापित किया गया।

किसी भी संभावित चुंबकीय हस्तक्षेप या गड़बड़ी से बचने के लिए बूम पांच चुंबकीय रूप से संवेदनशील सेंसर को अंतरिक्ष यान के मुख्य भाग से दूर रखेगा, क्योंकि यंत्र बृहस्पति के चुंबकत्व की सूक्ष्म जटिलताओं का अध्ययन करते हैं। रखे जाने पर बूम को तीन भागों में मोड़ा जाता है, इसका वजन लगभग 44 किलोग्राम होता है, और गैर-चुंबकीय सामग्री से बना होता है – जिसमें कार्बन फाइबर, टाइटेनियम और एल्यूमीनियम मिश्र धातु और कांस्य शामिल हैं – जो -210 से +250 डिग्री सेल्सियस के तापमान का सामना कर सकते हैं।

ज्यूस अंतरिक्ष यान के कलाकार की छाप। क्रेडिट: ईएसए / एटीजी मेडियालैब

तीन J-MAG सेंसर (दो फ्लक्सगेट मैग्नेटोमीटर और एक स्केलर मैग्नेटोमीटर) और दो RPWI सेंसर बूम पर लगाए जाएंगे और JUICE को बृहस्पति के चुंबकीय वातावरण को चिह्नित करने में सक्षम बनाएंगे, गेनीमेड के चुंबकत्व का पता लगाएंगे (अंतर्निहित चुंबकीय क्षेत्र वाला एकमात्र सौर मंडल चंद्रमा) ), और बर्फीले जोवियन चंद्रमाओं के उपसतह महासागरों की जांच करें। उनके बीच, RPWI और J-MAG का उद्देश्य यह अध्ययन करना है कि बृहस्पति का चुंबकीय क्षेत्र ग्रह के तीन बड़े बर्फीले चंद्रमाओं (यूरोपा, कैलिस्टो और गेनीमेड) के साथ कैसे संपर्क करता है, और ग्रह प्रणाली के प्लाज्मा वातावरण को प्रकट करता है।

गुब्बारों द्वारा वहन: परीक्षण-तैनाती JUICE का 10.6-मीटर उछाल। वीडियो एक्सेस करें। क्रेडिट: ईएसए-जी। बोझ ढोनेवाला

बूम द्वारा विकसित किया गया था स्पेन में सेनर और पर परीक्षण किया ईएसए का परीक्षण केंद्र नीदरलैंड में, बड़े हीलियम गुब्बारों द्वारा वहन किए गए अपने वजन के साथ परीक्षण केंद्र में परीक्षण-तैनात होने से पहले और बाद में शेकर टेबल पर सिम्युलेटेड लॉन्च कंपन से गुजरना (भारहीनता की नकल करने के लिए उपकरण अंतरिक्ष में एक बार अनुभव करेगा)। बूम ने अपने मिशन के जीवनकाल के दौरान अनुभव होने वाले चरम तापमान और रोशनी के बदलावों के दौरान अपने प्रदर्शन की गारंटी के लिए व्यापक थर्मल परीक्षण भी पूरा कर लिया है (JUICE जर्नल #2 देखें)।

अंतरिक्ष यान और उपकरण एकीकरण

JUICE के मैग्नेटोमीटर बूम का एकीकरण अंतरिक्ष यान के उन्नत उपकरणों के पेलोड की समग्र एकीकरण प्रक्रिया में एक प्रमुख कदम है। JUICE के मुख्य कंकाल को 2 सितंबर 2019 को लैम्पॉल्डशौसेन, जर्मनी में एरियनग्रुप सुविधा में पहुंचाया गया, अगले सात महीने गहन संरचनात्मक, तापीय और रासायनिक प्रणोदन एकीकरण गतिविधियों से गुजरते रहे, और फिर अप्रैल 2020 में फ्रेडरिकशफेन में एयरबस सुविधाओं में अपने वर्तमान स्थान पर चले गए। (जैसा कि ज्यूस जर्नल #6 में विस्तृत है)।

JUICE का मैग्नेटोमीटर बूम इंस्टॉल करना। वीडियो एक्सेस करें। क्रेडिट: एयरबस / लाइटक्रर्व फिल्म्स

इस कदम के बाद के महीनों में, कई और उपकरणों, इकाइयों, एंटेना, संचार प्रणालियों और उपांगों का परीक्षण किया गया और फिर JUICE पर एकीकृत किया गया, जिसमें शामिल हैं प्रतिक्रिया पहियों और स्टार ट्रैकर्स ठीक रवैया नियंत्रण और अत्यधिक इंगित सटीकता के लिए आवश्यक, ऑप्टिकल बेंच उपकरणों और सेंसर और चलाने योग्य के बीच संरेखण को सक्षम करने के लिए आवश्यक है मध्यम लाभ एंटीनाजो शुक्र के JUICE के फ्लाईबीज़ (जब हाई गेन एंटीना सनशील्ड के रूप में काम करेगा) और बृहस्पति के बर्फीले चंद्रमाओं के दौरान संचार और कीमती विज्ञान डेटा को पृथ्वी पर स्थानांतरित करने की अनुमति देगा।

उपकरणों में, ‘ग्रेविटी एंड जियोफिजिक्स ऑफ ज्यूपिटर एंड गैलिलियन मून्स’, या 3GM, रेडियो पैकेज अल्ट्रा स्टेबल ऑसिलेटर के आगमन के बाद फरवरी में पूरी तरह से एकीकृत किया गया था, जो पहले ईएसए के परीक्षण केंद्र में सफल थर्मल, विद्युत चुम्बकीय संगतता और प्रदर्शन परीक्षण से गुजरा था। और ईएसटीईसी टीईसी प्रयोगशालाओं। यह रेडियो विज्ञान प्रयोग गैनीमेडे, कैलिस्टो और यूरोपा में गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों का अध्ययन करेगा, बृहस्पति और उसके चंद्रमाओं पर वायुमंडलीय और आयनमंडलीय प्रोफाइल को कैप्चर करेगा और चंद्रमा के आंतरिक महासागरों की सीमा का पता लगाएगा।

3GM के साथ, कण पर्यावरण पैकेज (PEP-Lo), UV इमेजिंग स्पेक्ट्रोग्राफ (UVS), रेडियो और प्लाज्मा वेव इन्वेस्टिगेशन (RPWI) और Icy Moons Exploration (RIME) उपकरणों के लिए रडार को भी एकीकृत किया गया है।

PEP-Lo बृहस्पति और बर्फीले चंद्रमाओं के अंतरिक्ष वातावरण की जांच करेगा, जो बृहस्पति को घेरने वाले प्लाज्मा और विकिरण के विशाल क्षेत्रों का एक अभूतपूर्व और व्यापक दृश्य प्रदान करेगा। यूवीएस बृहस्पति और उसके बर्फीले चंद्रमाओं के वायुमंडल और उरोरा को चित्रित करेगा, जबकि आरपीडब्ल्यूआई जोवियन प्रणाली के रेडियो और प्लाज्मा वातावरण का पता लगाएगा।

RIME का बर्फ-मर्मज्ञ रडार बृहस्पति के चंद्रमाओं की बर्फ के नीचे नौ किलोमीटर की गहराई तक देखेगा, ताकि चंद्रमा की उपसतह संरचना का पता लगाया जा सके और इन विदेशी वातावरणों की संभावित आवास और भूगर्भीय गतिविधि की जांच की जा सके। सितंबर 2017 में जर्मनी के फ्रेडरिकशफेन के पास हेलिगेनबर्ग में हेलीकॉप्टर के माध्यम से इस उपकरण का ऐन्टेना परीक्षण किया गया था, ताकि यह परीक्षण किया जा सके कि उपकरण का 16 मीटर लंबा एंटीना अंतरिक्ष यान के शरीर और विशेष रूप से बड़े पैमाने पर सौर सरणियों के साथ कैसे संपर्क करेगा।

इसके अलावा, ज्यूस के सोलर एरे के इन-लाइन और लेटरल पैनल, जिसकी डिलीवरी और एसेंबली को ज्यूस जर्नल #7 में विस्तार से कवर किया गया था, को लीडेन में एयरबस नीदरलैंड्स में परीक्षण-तैनाती भी किया गया है।

बहुत सारे परीक्षण किए गए – बहुत सारे परीक्षण करने हैं!

इस साल की शुरुआत में, 2.5-मीटर हाई गेन एंटीना (HGA) फ्रेडरिकशफेन में एयरबस क्लीनरूम में पहुंचा, इटली में थेल्स एलेनिया स्पेस (TAS-I) द्वारा व्यापक कंपन परीक्षण के बाद लॉन्च के लिए इसकी तैयारी सुनिश्चित करने के लिए।

एंटीना द्वारा डिजाइन, निर्मित और आपूर्ति की गई थी टीएएस-मैं और लगभग 1.5 से 2 जीबी (ऑस्ट्रेलिया, स्पेन और अर्जेंटीना में ईएसए ग्राउंड स्टेशनों द्वारा प्राप्त) का दैनिक डेटा डाउनलिंक और संचार कनेक्शन प्रदान करेगा। यह अत्यधिक तापीय उतार-चढ़ाव, आयनीकरण और पराबैंगनी विकिरण और प्रक्षेपण की स्थितियों का सामना करने में सक्षम होना चाहिए। एचजीए के निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली समग्र सामग्री और कोटिंग्स को एक के अधीन किया गया था व्यापक परीक्षण योग्यता कार्यक्रमएंटीना के साथ 32 000 समतुल्य सूर्य घंटे और -214 से +214 डिग्री सेल्सियस के तापमान के संपर्क में।

कंपन परीक्षण अंतरिक्ष में प्रक्षेपण के दौरान अनुभव किए गए बलों और त्वरणों की नकल करता है, यह सुनिश्चित करने के लिए कि दी गई इकाई क्षतिग्रस्त या अलग नहीं हो जाएगी। HGA हाइड्रोलिक पर लगाया गया था शेकर टेबल और विभिन्न आवृत्तियों पर कंपन के संपर्क में, कम आवृत्ति साइन-वेव कंपन से शुरू होकर और तेजी से उच्च आवृत्तियों पर लहरों की एक लहर की ओर बढ़ रहा है। यह ऐन्टेना को अलग-अलग कंपन के अधीन नियंत्रित और यादृच्छिक दोनों तरह से गतिमान बनाता है (जैसे x और y साइनसोइडल विविधताएं जो उपकरण को साइड-टू-साइड या ऊपर-नीचे हिलाती हैं, या उच्च आवृत्ति के रुक-रुक कर फटने से अधिक तीव्र होती हैं और तनाव की यादृच्छिक अवधि)।

ज्यूस हाई गेन एंटीना के लिए कंपन परीक्षण। वीडियो एक्सेस करें। क्रेडिट: थेल्स एलेनिया स्पेस / लाइटक्रर्व फिल्म्स

इस तरह का परीक्षण यह पुष्टि करने के लिए आवश्यक है कि ऐन्टेना लॉन्च के समय तीव्र परिस्थितियों को सहन करने में सक्षम है और अंतरिक्ष में परिवर्तनशील परिस्थितियों के दौरान पृथ्वी पर स्पष्ट संचार प्रदान करने में सक्षम है।

फॉर्म और फंक्शन के आधार पर ज्यूस के सभी उपकरणों और घटकों के लिए विशेष और गहन परीक्षण का एक सूट आवश्यक है। सभी परीक्षण एक साफ-सुथरे वातावरण में किए जाते हैं। JUICE को हाल ही में इसके ‘बहुउद्देश्यीय ट्रॉली’ से अलग किया गया था, जिसे क्रेन द्वारा उठाया गया था, और फ्रेडरिकशफेन क्लीनरूम के भीतर अपनी विशिष्ट स्थिति से एक विशेष स्टैंड में ले जाया गया था, जो अंतरिक्ष यान के निचले हिस्से में संशोधन और पहुंच की अनुमति देने में सक्षम था – अर्थात्, इन्सुलेशन और दोहन इसके मुख्य इंजन के आसपास। अगले चरण में अंतरिक्ष यान में बहु-परत इन्सुलेशन संलग्न करना शामिल है।

आने वाले महीनों में अंतरिक्ष यान प्रमुख पर्यावरणीय और प्रदर्शन परीक्षणों से गुजरेगा, जिसमें थर्मल वैक्यूम, मैकेनिकल और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक संगतता परीक्षण शामिल हैं, साथ ही ग्राउंड सेगमेंट के एंड-टू-एंड परीक्षण भी शामिल हैं। इसके अलावा, JUICE के कई उपांगों को पैक करने और लॉन्च साइट पर भेजने की तैयारी से पहले परीक्षण-तैनात किया जाएगा।

जूस के बारे में

JUICE – JUpiter ICy Moons Explorer – ESA के कॉस्मिक विजन 2015-2025 कार्यक्रम में पहला बड़े वर्ग का मिशन है। यह बृहस्पति प्रणाली का एक अनूठा दौरा पूरा करेगा जिसमें तीन संभावित महासागरीय उपग्रहों, गेनीमेड, यूरोपा और कैलिस्टो का गहन अध्ययन शामिल होगा।

बृहस्पति के दौरे में प्रत्येक ग्रह के आकार की दुनिया के कई फ्लाईबाई शामिल हैं, जो सौर मंडल के सबसे बड़े चंद्रमा गेनीमेड के चारों ओर कक्षा सम्मिलन के साथ समाप्त होता है, इसके बाद इसकी कक्षा में नौ महीने का संचालन होता है।

JUICE अब तक के सबसे शक्तिशाली वैज्ञानिक पेलोड को बाहरी सौर मंडल में ले जाएगा। इसमें 10 अत्याधुनिक उपकरण और एक प्रयोग शामिल है जो भू-आधारित रेडियो दूरबीनों के साथ अंतरिक्ष यान दूरसंचार प्रणाली का उपयोग करता है।

JUICE के उपकरण वैज्ञानिकों को इन बर्फीले उपग्रहों में से प्रत्येक की तुलना करने और ऐसे पिंडों के लिए उपसतह महासागरों जैसे रहने योग्य वातावरण को बंद करने की क्षमता की जांच करने में सक्षम बनाएंगे। वे बृहस्पति, उसके वातावरण, मैग्नेटोस्फीयर, उपग्रहों और छल्लों का अवलोकन भी करेंगे।





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