Polski instrument GLOWS (GLObal solar Wind Structure, z ang. globalna struktura wiatru słonecznego) został zaprojektowany i zbudowany w Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk (CBK PAN). Będzie częścią misji IMAP (Interstellar Mapping and Acceleration Probe), prowadzonej przez NASA. Start misji IMAP z Centrum Kosmicznego Kennedy’ego na Florydzie (USA) ma nastąpić – zgodnie z komunikatem NASA – „nie wcześniej niż 23 września”.

Jak tłumaczył w rozmowie z PAP inż. Jakub Mądry z CBK PAN, wytrzymałość i działanie fotometru wielokrotnie sprawdzano w Polsce i USA. W kraju wykonano m.in. próby środowiskowe, w tym - w komorze termicznej, i testy oprogramowania. Kalibracja aparatu odbyła się w Niemczech, w Centrum Helmholtza w Berlinie ds. Materiałów i Energii (Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie).

Ekspert opisał, że w komorze termicznej GLOWS przechodził cykle nagrzewania i chłodzenia; sprawdzano też, jak instrument działa ekstremalnych temperaturach: od minus 30 do plus 50 st. C. – W termicznie osłoniętym statku kosmicznym aparat będzie się znajdował w temperaturze od minus 5 do plus 25 st. C. IMAP-owi będzie więc zimno w przestrzeni kosmicznej, ale GLOWS będzie pod kocem termicznym (izolacja MLI, Multi-Layer Insulation), w temperaturach nie tak dalekich od tych, których doświadczali Polacy tej zimy i lata – opowiadał Jakub Mądry.

Dodał, że aparat pomyślnie przeszedł również testy wibracyjne. – Sprawdzenie, jak zachowuje się pod wpływem wibracji, jest konieczne, bo rakieta w pewnych fazach lotu wpada w drgania, na przykład, gdy podczas startu przechodzi przez atmosferę. Firma, która świadczy usługi wynoszenia ładunków na orbitę – w naszym przypadku to SpaceX – podaje zakresy częstotliwości tych drgań, żeby można było sprawdzić, czy instrument lub statek kosmiczny je wytrzymają – wyjaśnił rozmówca PAP. Opisał, że podczas tych testów GLOWS był przymocowany do urządzenia, które wprowadzało go w wibracje i wstrząsy.

Po testach krajowych Polacy przekazali instrument do Laboratorium Fizyki Stosowanej (Applied Physics Laboratory, APL) Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa w Baltimore (stan Maryland, USA), który wyprodukował IMAP i jest odpowiedzialny za integrację z nim aparatury badawczej. GLOWS został zamontowany w statku we wrześniu 2024 r. Zespół odpowiedzialny za satelitę przeprowadził własną fazę I&T (integration and testing, z ang. integracji i testów) z polskim instrumentem i pozostałymi dziewięcioma, które znajda się na pokładzie orbitera.

– Sprawdzano tam m.in., czy GLOWS poprawnie komunikuje się z IMAP, na przykład czy odbiera kluczowe informacje o orientacji statku w przestrzeni kosmicznej, czasie na pokładzie, i czy reaguje na autonomicznie wysyłane polecenia. Były też testy wibracyjne i termiczno-próżniowe, podczas których włączano instrumenty i badano ich pracę w trybach operacyjnym i awaryjnym. Testowano też, czy podłączenia aparatów do wiązek elektrycznych są zgodne ze specyfikacją i bezpieczne – wyjaśnił ekspert.

Dodał, że przedstawiciele CBK PAN i Amerykanie testowali też „funkcje życiowe” instrumentu, czyli jego działanie (m.in. zasilanie i komunikację), kiedy był już zainstalowany w satelicie.

Statek IMAP wraz z częścią zainstalowanych w nim instrumentów (w tym GLOWS) był przewożony między różnymi placówkami testowymi w stanach Maryland i Alabama. Ostatecznie trafił do laboratoriów firmy Astrotech na Florydzie, zaraz obok pola startowego w Centrum Kosmicznym Kennedy’ego.

– IMAP był przewożony po kilkaset kilometrów. Orbiter jechał na niskopodłogowej lawecie wieloosiowej w specjalnie zaprojektowanym kontenerze. – To bardzo duża skrzynia zapewniająca sterylne warunki - takie, jakie panują w laboratoriach, w których instrumenty były budowane i testowane. Przyrządy wysyłane na orbitę nie mogą być bowiem zanieczyszczone nawet najdrobniejszym pyłkiem, by działały prawidłowo – tłumaczył.

Jednocześnie specjaliści weryfikowali oprogramowanie aparatury, by spełnić wyśrubowane kryteria misji dotyczące m.in. bezpieczeństwa, przepustowości danych, zgodności protokołów. W testach uczestniczyły wyspecjalizowane zespoły: Centrum Operacyjne Ładunków (Payload Operations Center) na Uniwersytecie Boulder (Kolorado), Mission Operations Center w Laboratory for Atmospheric and Solar Physics (LASP) Uniwersytetu Boulder oraz APL.

Przed startem GLOWS i pozostałe instrumenty na IMAP będą jeszcze kilka razy kontrolnie uruchamiane. – Dwa z tych testów sprawdzających „funkcje życiowe” naszego GLOWSa odbędą się na kilka dni przed startem – zapowiedział inżynier, który będzie uczestniczył w tych pracach.

Uruchamianie polskiego fotometru w kosmosie będzie przebiegało kilkuetapowo, podczas ok. trzy-czteromiesięcznego lotu do miejsca, w którym GLOWS ma prowadzić obserwacje. – W trakcie transferu do punktu Lagrange'a L1, oddalonego od Ziemi o ok. 1,5 mln km, będą organizowane okna łączności, w których zespoły będą mogły komunikować się z instrumentem, włączą go i skonfigurują. Potem pozostawią go w stanie działania demonstracyjnego na ok. 8 tygodni – zapowiedział pracownik CBK PAN. Ta faza uruchamiania (ang. commissioning phase) dla polskiego instrumentu rozpocznie się 11 listopada.

– Z perspektywy polskiego zespołu wszystko jest gotowe do startu. Nie widzimy żadnych przeszkód ze strony naszego instrumentu, żeby rakieta wystartowała w terminie – podsumował inż. Jakub Mądry, który pracuje nad GLOWS od ok. czterech lat.

Misja IMAP ma potrwać dwa lata, jednak zespół naukowy projektu GLOWS liczy na to, że zostanie przedłużona nawet do dekady. Struktura wiatru słonecznego, którą ma dokumentować polski instrument, zależy bowiem m.in. od aktywności Słońca, a ta zmienia się w 11-letnich cyklach.(PAP)

Nauka w Polsce, Anna Bugajska

abu/ zan/ lm/