Η Ευρώπη παρέχει ενίσχυση στην ακοή των σταθμών βαθέος διαστήματος
Η λήψη εξαιρετικά ασθενών σημάτων από το διαστημικό σκάφος που εξερευνά το βαθύ διάστημα στο Ηλιακό μας Σύστημά, απαιτεί την ψύξη ενός ανιχνευτή σε λίγους βαθμούς πάνω από το απόλυτο μηδέν. Χάρη στην υποστήριξη της ESA, η τεχνολογία αυτή είναι πλέον για πρώτη φορά διαθέσιμη στην Ευρώπη.
Με τις μελλοντικές αποστολές εξερεύνησης, όπως η Gaia, η BepiColombo και η Juice που είναι προγραμματισμένες να παρέχουν τεράστιες ποσότητες επιστημονικών δεδομένων, οι τρεις κεραίες παρακολούθησης του βαθέος διαστήματος της ESA χρειάζονται αναβάθμιση.
Τα διαμέτρου 35 μέτρων πιάτα στην Αυστραλία, την Ισπανία και την Αργεντινή χρησιμοποιούν κρυογονική ψύξη για να επικοινωνούν μέσω συχνοτήτων μικροκυμάτων X-band, παρόμοιες με αυτές που χρησιμοποιούν οι ανιχνευτές ταχύτητας ραντάρ οι οποίοι αποτελούν πολύ αποτελεσματικό εργαλείο στα χέρια της τροχαίας.
Αυτό επιτρέπει την επικοινωνία σε τεράστιες αποστάσεις σε περίπου 750 εκατομμύρια χιλιόμετρα – απόσταση που ισοδυναμεί με την απόσταση από τον Ήλιο μέχρι τον Δία.
"Ήταν απαραίτητο να αναβαθμιστούν οι δέκτες των σταθμών ώστε να βελτιστοποιηθεί η ευαισθησία", λέει ο Stéphane Halté, διαχειριστής του έργου στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Διαστημικών Επιχειρήσεων (European Space Operations Centre- ESOC) της ESA στο Ντάρμστατ, Γερμανία.
"Είχαν σχεδιαστεί για να είναι «έτοιμες για το μέλλον» ενώ μια αναβάθμιση του ρυθμού λήψης δεδομένων είχε από πάντα προβλεφθεί, λαμβάνοντας υπόψη τις ανάγκες των νέων αποστολών, όπως η Juice".
Υπήρχε μόνο ένα πρόβλημα: η αναβάθμιση απαιτούσε ένα συγκεκριμένο τύπο ολοκληρωμένου κυκλώματος (ή αλλιώς τσιπ) - με φωσφορούχο ίνδιο - που δεν ήταν διαθέσιμο στην Ευρώπη λόγω των διεθνών περιορισμών στις εξαγωγές.
Εάν δεν μπορείς να το αγοράσεις, κατασκεύασε το!
Η ανάπτυξη της Ευρωπαϊκής αρχικής έκδοσης του τσιπ χρηματοδοτήθηκε από το Πρόγραμμα Έρευνας Τεχνολογίας της ESA, σε συνεργασία με το Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας (ETH Zurich), Ελβετία και το Πανεπιστήμιο Chalmers, Σουηδία.
Το τσιπ επιτρέπει σε έναν ιδιαίτερα ευαίσθητο ενισχυτή να λειτουργεί κάτω από τους -253 º C, περίπου μερικούς 20º πάνω από το απόλυτο μηδέν.
"Η αναβάθμιση των σταθμών σημαίνει αύξηση της απόδοσης των επιστημονικών δεδομένων από τις διαστημικές αποστολές κατά 20%", λέει ο Stéphane.
Η αναβάθμιση επιτρέπει στις διαμέτρου 35 μέτρων κεραίες της ESA να αποδώσουν όπως τα πιάτα της τάξης των 40 μέτρων, ενώ θα χρειαστούν πολύ λιγότερη ενέργεια πάνω στο διαστημικό σκάφος.
"Αυτή η αύξηση της απόδοσης είναι ένα σημαντικό όφελος για τους δορυφόρους του βαθέος διαστήματος, που τώρα εξερευνούν τον Άρη και την Αφροδίτη και σύντομα θα πάνε στον Ερμή, τα σημεία Lagrange και τον Δία", λέει ο Andrea Accomazzo, υπεύθυνος για τις επιχειρήσεις διαπλανητικών αποστολών στο ESOC.
Ο τελευταίος από τις τρεις σταθμούς της ESA, ο Cebreros στην Ισπανία, ολοκληρώθηκε τον Ιούνιο.
Ενίσχυση της ευρωπαϊκής ανταγωνιστικότητας
Τα πανεπιστήμια που συμμετείχαν στην αρχική ανάπτυξη μετέτρεψαν έκτοτε την έρευνα σε spin-off ιδιωτική εταιρεία, τη Low Noise Factory, η οποία εμπορεύεται τώρα τη νέα τεχνολογία τσιπ. Οι δυνητικοί πελάτες περιλαμβάνουν ραδιο αστρονόμους και άλλες διαστημικές υπηρεσίες.
Μια άλλη εταιρεία, η Callisto Γαλλία, είναι υπεύθυνη για την ενσωμάτωση του κρυογονικού δέκτη. Η ΕΕ και η περιοχή της Γαλλίας τα Νότια Πυρηναία πρόσφατα αποφάσισαν να υποστηρίξουν τις προσπάθειες έρευνας και ανάπτυξης, με στόχο την εξασφάλιση ενός ευρωπαϊκού κώδικα για τα διάφορα είδη ενισχυτών χαμηλού θορύβου.
"Το τρανζίστορ φωσφορούχου ινδίου που κατασκευάστηκε στην Ευρώπη έχει περάσει τις διαστημικές δοκιμές προεπιλογής, αποδεικνύοντας την αξιοπιστία αυτής της τεχνολογίας. Θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί σε έναν δορυφόρο επικοινωνιών ή σε ένα πακέτο οργάνων παρόμοιο με το όργανο HiFi που μεταφέρεται από το Herschel", λέει ο Stéphane.
"Έχουμε αναπτύξει μια έκδοση του ενισχυτή για υψηλότερες συχνότητες, στα 32 GHz. Αυτό θα αυξήσει ακόμη περισσότερο τη δυνατότητα επιστροφής δεδομένων στις μελλοντικές αποστολές".
