Pierwszy w całości zaprojektowany i zbudowany w Polsce instrument badawczy na misję kosmiczną NASA pomyślnie przeszedł szczegółowe testy i został zintegrowany z satelitą Interstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP). Start tej wyjątkowej misji heliosferycznej zaplanowany jest na drugą połowę tego roku.
Naukowcy i inżynierowie Centrum Badań Kosmicznych PAN do ostatnich chwil pracowali nad instrumentem GLObal solar Wind Structure (GLOWS), który w sierpniu 2024 roku trafił do Laboratorium Fizyki Stosowanej Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa (APL) – mieszczącego się w Maryland w USA centrum badawczego służącego jako zasób techniczny dla Departamentu Obrony, NASA i innych agencji rządowych.
– Niemal do ostatniego dnia przed wysyłką prowadziliśmy dodatkowe testy – mówi dr hab. profesor CBK PAN i szef Zespołu GLOWS Maciej Bzowski. – Była to tak naprawdę dodatkowa, miesięczna kampania testów termicznych, wibracyjnych, elektromagnetycznych i funkcjonalnych GLOWSA. Najważniejsze testy były prowadzone w clean roomie w komorze termiczno-próżniowej CBK PAN – dodaje.
Wreszcie, w połowie sierpnia 2024 roku, GLOWS został spakowany i przewieziony do USA. Tam, w clean roomie APL, został dodatkowo przetestowany, a następnie zintegrowany z samą sondą IMAP, po czym ponownie przetestowany. Ze strony polskiej w integracji i testach brali udział główny inżynier GLOWS dr inż. Roman Wawrzaszek oraz główny elektronik GLOWS mgr inż. Kamil Jasiński.
– Satelita jest testowany po integracji każdego z dziesięciu instrumentów. Te testy można podzielić na dwie grupy: dotyczące współpracy poszczególnych przyrządów z satelitą oraz testy globalne, badające działanie całego obserwatorium – statku kosmicznego i zainstalowanych na nim instrumentów badawczych – wyjaśnia dr hab. Bzowski.
W tej chwili start misji IMAP planowany jest na drugą połowę września 2025 roku. Pierwsze uruchomienie satelity zaplanowane jest już kilka dni po starcie. Dalej czeka nas faza uruchomienia programu technicznego, po czym nastąpi faza uruchomienia przyrządów naukowych misji, jednego po drugim.
– Ale to jeszcze nie wszystko. Po uruchomieniu wszystkich instrumentów, w kolejnych tygodniach będziemy musieli nauczyć się optymalnie eksploatować całe obserwatorium, co potrwa kilka miesięcy. Faza naukowa misji, czyli przejście do obserwacji do analizy naukowej, rozpocznie się prawdopodobnie na przełomie 2025 i 2026 roku i potrwa przynajmniej dwa lata – wyjaśnia dr hab. Maciej Bzowski. — Po tym okresie, jeśli wszystkie instrumenty będą sprawne, misja może zostać przedłużona misji. Bardzo na to liczymy, bo optymalne wykorzystanie potencjału badawczego GLOWS wymaga przeprowadzenia obserwacji przez cały 11-letni cykl aktywności słonecznej.
Przypomnijmy, że GLOWS jest fotometrem, którego głównym celem jest zbadanie trójwymiarowej struktury wiatru słonecznego oraz jej ewolucji w ciągu cyklu słonecznego. Dodatkowo obserwacje GLOWSa pozwolą na dokładniejsze zbadanie rozkładu międzygwiazdowego wodoru neutralnego (ISN H) oraz ciśnienia promieniowania, które działa na atomy wodoru w heliosferze.
GLOWS będzie obserwował poświatę wodorową, która powstaje, gdy neutralne atomy wodoru są pobudzane do świecenia poprzez intensywne promieniowanie słoneczne w linii Lyman-α (długość fali 121,56 nm). Atomy wodoru pochłaniają fotony Lyman-α, aby potem wypromieniować je w losowym kierunku. Te ponownie wyemitowane fotony tworzą poświatę wodorową, którą GLOWS będzie obserwować. Natężenie poświaty obserwowanej w okolicy Ziemi waha się w granicach 300-1000 Rayleigh w zależności od pozycji obserwatora i fazy cyklu słonecznego.
Od strony naukowej misją IMAP zarządza profesor Uniwersytetu Princeton, David J. McComas. Kieruje on zespołem 25 instytucji partnerskich. Laboratorium Fizyki Stosowanej Johnsa Hopkinsa w Laurel w stanie Maryland zarządza rozwojem misji i buduje statek kosmiczny IMAP. Obsługa misji i centrum danych jest zlokalizowane w Laboratory for Atmospheric and Solar Physics (LASP) University of Boulder w Colorado. Poza wymienionymi instytucjami w misji biorą udział m.in. University of New Hampshire, Southwest Research Institute i Los Alamos National Laboratory z USA oraz Imperial College z Wielkiej Brytanii.
IMAP jest piątą misją w portfolio programu Solar Terrestrial Probes (STP) NASA, należącego do Heliophysics Division w Science Mission Directorate NASA. Misja IMAP jest możliwa dzięki niesamowitej współpracy 19 partnerów krajowych i 6 międzynarodowych.
Realizacja eksperymentu GLOWS w ramach misji kosmicznej NASA Interstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP) jest finansowana ze środków budżetu państwa na mocy porozumienia zawartego między Ministerstwem Nauki a NASA.
Dodajmy, że na obudowie instrumentu zostało wygrawerowane nazwisko Pawła Orepuka, zwycięzcy ubiegłorocznej aukcji CBK PAN na rzecz Wielkiej Orkiestry Świątecznej Pomocy oraz charakterystyczne serduszko WOŚP. Wraz z naszym instrumentem trafią do tzw. punktu L1 w układzie Słońce – Ziemia, czyli ok. 1,5 miliona kilometrów od Ziemi. Pozostaną tam – nawiązując do motta WOŚP – do końca świata.
Dodatkowe informacje: GLOWS – GLOWS, Interstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP) mission at Princeton
Fot. CBK PAN
Kontakt: Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka
Rzecznik Centrum Badań Kosmicznych PAN
Tel. 728 327 400
Mail: ezambrzycka@cbk.waw.pl
