NASA opravuje kameru Juno pomocí inovativní tepelné techniky

S použitím tepelného ekvivalentu ostrého úderu NASA opravila kameru své sondy Juno obíhající Jupiter ze vzdálenosti 370 milionů mil (590 milionů km) poté, co byl přístroj vyřazen z provozu radiačními pásy plynného obra.

Pokud se NASA za posledních 67 let něco naučila, pak je to druh průběžných inovací, které si člověk běžně spojuje se starým MacGyver epizoda. Inženýři vesmírné agentury se znovu a znovu ocitli stovky, tisíce, miliony a dokonce miliardy mil daleko od nějakého technického problému, který musí vyřešit pouze pomocí rádiového příkazu jako nástroje.

Někdy to může být tak jednoduché, jako nasazení zaseknutého solárního panelu na satelitu. Jindy je to rozhovor trojice astronautů o opravě podpory života na jejich zmrzačené měsíční lodi pomocí hadic a lepicí pásky, aby se mohli dostat domů živí. Nyní byl tým NASA povolán, aby opravil kameru, která měla být vyhozena do koše, kromě toho, že nejbližší odpadkový koš byl zpět na Zemi.

NASA

Jedním z klíčových nástrojů na palubě robotické sondy Juno, která v současnosti zkoumá systém Jovian, je její Junocam. Jedná se o kameru/teleskop ve viditelném světle, kterou vyrobila společnost Malin Space Science Systems (MSSS), kterou kosmická loď používá k pořizování snímků vrcholků mraků Jupiteru a také všech měsíců, kolem kterých by sonda mohla prolétat.

Není to špatný malý Box Brownie. Má infračervené filtry pro zobrazení detailů mraků a úhlednou malou funkci, která umožňuje pořizovat ostré snímky kompenzací pohybu kosmické lodi a špatných světelných podmínek. Dokonce to trochu pomáhá při styku s veřejností NASA tím, že umožňuje návštěvníkům internetu pomáhat s výběrem cílů pro snímkování.

Je však také extrémně náchylný k poškození. Zejména jako většina polovodičové elektroniky opravdu nemá ráda tvrdé záření. Naneštěstí je to Jovianská specialita s dostatečně silnými úrovněmi expozice, aby člověku poskytla smrtelnou dávku za pouhých dvě a půl hodiny. U mikročipů to není o moc lepší.

Bohužel Juno cestuje po 53,5denní oběžné dráze, která je vysoce eliptická a pravidelně ji posílá hluboko do radiačních pásů blízko Jupiteru jako součást své průzkumné mise. Za normálních okolností by to rychle odpálilo čipy JunoCam, ale celá kamera byla uzavřena v pancéřované sestavě, aby odvrátila nejhorší smrtící paprsky.

Podle NASA to fungovalo dobře během prvních 34 obletů, které tvořily primární misi Juno, ale v době, kdy dokončila 47 obletů, se věci začaly motat, abych použil technický termín. Radiace si začala vybírat svou daň na elektronice. Snímky vrácené na Zemi měly stále horší kvalitu, dokud na oběžné dráze 56 nebyly všechny obrázky, které se vrátily, poškozeny.

Nějaká detektivní práce vystopovala problém k regulátoru napětí v napájecím zdroji JunoCam. Otázka byla, co s tím dělat? Vzhledem k tomu, že nástroje, demontáž a náhradní díly nepřicházely v úvahu, další nejlepší věcí byl high-tech ekvivalent rychlého nakopnutí fotoaparátu.

NASA

Vesmírní inženýři přešli k žíhání. To znamená použití tepla ke změně mikrostruktury látky, jako když se obrátí křehkost přepracovaného kovu zahříváním a chlazením. V případě JunoCam poslala NASA sondě příkaz, aby zapnula své ohřívače, aby zvýšila vnitřní teplotu na 77 °F (35 °C), což je pro okolí Juno docela teplo. Zdálo se, že to mělo určitý účinek, ale také se zdálo, že poškození narůstalo, na snímcích bylo vidět více pruhů a šumu, takže termostat otočili tak vysoko, jak to jen šlo, a čekali, až se Juno přiblíží k měsíci Io.

Když 30. prosince 2023 plavidlo proplouvalo do vzdálenosti 930 mil (1 500 km) od severních polárních oblastí Io, snímky vracející se zpět byly jako nové z továrny, protože JunoCam pořídila ostré snímky horských bloků pokrytých mrazem oxidu siřičitého.

I když jsou dobré zprávy, Juno je stále zasažena větší radiací a trpí větším poškozením, přičemž snímky se začínají zhoršovat na poslední 74. oběžné dráze. NASA má však nyní ve svém toolboxu nový widget a zkouší tuto techniku ​​na jiných systémech na palubě Juno.

„Juno nás učí, jak vytvořit a udržovat kosmickou loď tolerantní k radiaci, a poskytuje poznatky, které budou přínosem pro satelity na oběžné dráze kolem Země,“ řekl Scott Bolton, hlavní výzkumník Juno z Southwest Research Institute v San Antoniu v Texasu. „Očekávám, že lekce získané od Juno budou aplikovatelné jak na obranné, tak komerční satelity, stejně jako na další mise NASA.“

Sága o opravě JunoCam byla odhalena na konferenci Institutu elektrických a elektronických inženýrů Nuclear & Space Radiation Effects Conference v Nashvillu 16. července 2025.

Zdroj: NASA