Evropská sonda JUICE k Jupiteru s českou účastí je připravena ke startu

Na 13. dubna 2023 je naplánováno vypuštění sondy ESA (European Space Agency) JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer), na které se významně podílejí i čeští vědci a podniky.

Sonda JUICE odstartuje z Evropského kosmodromu ve Francouzské Guyaně na raketě Ariane 5. Účast ČR na misi JUICE je po zapojení do mise Solar Orbiter další významnou účastí v mezinárodním projektu kosmického výzkumu. V ČR byly realizovány projekty a zakázky za 160 mil. Kč (6,55 mil. EUR), které byly financovány z příspěvku Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy (MŠMT) do Vědeckého programu ESA a programu PRODEX.

„Česká účast na misi JUICE potvrzuje, že ČR má pevné místo v celoevropské spolupráci v kosmickém výzkumu. Z dosavadních projektů, kterých se ČR účastnila, doletí hardware na misi JUICE vůbec nejdál, což v důsledku znamená obrovské nároky na kvalitu dodávaných komponent, které musí bezchybně fungovat v nehostinném prostředí kosmického prostoru a vysoké radiace v okolí Jupiteru po řadu let bez možnosti jakékoliv opravy,“ komentuje význam události vrchní ředitelka sekce vysokého školství, vědy a výzkumu MŠMT prof. PaedDr. Radka Wildová, CSc.

(Obr.: JUICE u měsíce Europa; zdroj: ESA)

Mise JUICE byla vybrána v roce 2012 jako první z velkých, vlajkových projektů Vědeckého programu ESA. Cílem mise jsou podrobná pozorování obří plynné planety Jupiter a tří jeho největších měsíců, Ganymedu, Callisto a Europy, na kterých se předpokládá výskyt oceánů a možná také života. Po svém startu zamíří mise JUICE s pomocí série gravitačních průletů kolem Země a Venuše k největší planetě Sluneční soustavy. K Jupiteru přiletí v roce 2031. V roce 2034 se pak JUICE má stát první kosmickou lodí, která bude obíhat měsíc jiné planety, než Země.

(Obr.: Evropští partneři mise JUICE; zdroj: ESA)

Účast na vývoji vědeckých přístrojů

Do přípravy a vývoje jednoho z vědeckých přístrojů mise JUICE, zařízení pro výzkum radiových a plazmových vln v prostředí Jupiteru (Radio and Plasma Wave Investigation – RPWI), se v rámci široké mezinárodní spolupráce zapojila také dvě pracoviště z ČR – týmy z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR, v.v.i. a z Astronomického ústavu AV ČR, v.v.i. Hlavním úkolem tohoto přístroje bude stanovit parametry potřebné pro analýzu vzniku a šíření elektromagnetických vln v plazmatu uvnitř magnetosféry planety Jupiter, v okolí jeho ledových měsíců a v magnetosféře měsíce Ganymedu.

Tým z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR, v.v.i. (ÚFA AV ČR) pro přístroj RPWI navrhl a postavil vícesložkový analyzátor elektromagnetických vln a podařilo se mu dostat přímo do užšího vedení přístroje RPWI. Podílel se tak na jeho návrhu, spolupracoval na plánování vědeckých měření a připravuje se na analýzu dat. Vědci z ÚFA AV ČR se zapojují rovněž do vědeckých pracovních skupin mise, ve kterých se účastní přípravy výzkumu Jupiteru se zaměřením na elektromagnetické detekce výbojů v jeho atmosféře, a především na elektromagnetickou radiaci v magnetosféře planety a na přípravy výzkumu jeho měsíců, zvláště měsíce Ganymedes.

(Obr.: Analyzátor elektromagnetických vln vyvinutý v Ústavu fyziky atmosféry AV ČR, v.v.i.)

Vývojový tým z Astronomického ústavu AV ČR (AsÚ AV ČR) pro přístroj RPWI zajistil dodání dvojice speciálně navržených napájecích zdrojů s extrémně nízkým šumem. Přímý přístup k naměřeným datům z mise JUICE hodlají vědci z AsÚ AV ČR využít především k jejich srovnání s vlastním numerickým modelem popisujícím působení měsíců planety Jupiter (Ganymede, Europa, Callisto) na jeho rozsáhlou magnetosféru. Získané poznatky bude následně možné použít například k prohloubení znalostí o geologických vlastnostech a struktuře samotných měsíců Jupiteru.

(Obr.: Napájecí zdroj přístroje RPWI vyvinutý v Astronomickém ústavu AV ČR, v.v.i.)

Zakázky českých podniků

Na vývoji a výrobě komponent pro přístroj RPWI se kromě uvedených výzkumných organizací podílela i řada českých firem. Pro analyzátor elektromagnetických vln vyvinutý vědci z ÚFA AV ČR zajišťovala kvalifikované osazení elektronických součástek, včetně příslušných testů kvality, brněnská firma G.L. Electronic; firmy Pragoboard z Prahy a Gatema PCB z Boskovic poté pro stejný přístroj podle návrhů vědců z ÚFA AV ČR vyrobily desky plošných spojů. Výzkumný a zkušební letecký ústav zajišťoval kontrolu a řízení kvality při vývoji a testování napájecího zdroje RPWI vyvinutého v AsÚ AV ČR, pro který rovněž G.L. Electronic zajistila kvalifikované úpravy ladicích komponent.

(Obr.: Sonda JUICE se připravuje ke startu v kosmodromu ve Francouzské Guayaně, zdroj: ESA)

Kromě vědeckých přístrojů se české firmy podílely i na vývoji samotné sondy. Pro anténu, která zajistí komunikaci mezi sondou JUICE a Zemí, dodala elektronickou jednotku firma BD Sensors-CSRC Space Division z Kroměříže a brněnská firma G.L. Electronic pro ni dodala kabelové svazky. Rovněž brněnská firma Frentech Aerospace realizovala kontrakty na dodání mechanismů pro rameno přístroje pro měření magnetického pole J-MAG, navigační kamery Nav Cam a mechanismu pro anténu podpovrchového radaru RIME. Odborníci z Ústavu přístrojové techniky AV ČR, v.v.i. testovali tepelné vlastnosti speciálního povlaku do kosmického prostoru, kterým je vybavena sonda JUICE. Na dalších dodávkách se podílely firmy 5M a SERENUM.

(Obr.: Medium gain antenna, vyrobená ve spolupráci s českými firmami; zdroj: ESA)

ESA je mezinárodní organizace zaměřená na spolupráci v kosmickém výzkumu a při vývoji kosmických technologií a jejich využití v aplikacích. Příspěvek MŠMT na programy ESA z oblasti výzkumu a vývoje dosáhne v roce 2023 výše 14,2 mil. EUR. Celkový příspěvek ČR do ESA, tj. včetně příspěvků Ministerstva dopravy, dosáhne v roce 2023 výše 61,8 mil. EUR.

(Obr.: Testování solárních panelů sondy JUICE s plochou 85m2; zdroj: ESA)