Instrument teledetekcyjny z polskimi podsystemami już na stacji kosmicznej

Na początku lipca do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) dotarł amerykański statek Dragon z instrumentem DESIS na pokładzie. Urządzenie posłuży do satelitarnych obserwacji Ziemi w aż 235 kanałach spektralnych. W jego realizacji brali udział inżynierowie Centrum Badań Kosmicznych PAN.

Instrument DESIS gotowy do wysłania na orbitę (fot. DLR)

DESIS (DLR Earth Sensing Imaging Spectrometer) ma za zadanie prowadzenie hiperspektralnych obserwacji naszej planety, co oznacza jednoczesne obrazowanie powierzchni globu w 235 zakresach promieniowania elektromagnetycznego. Około 150 zakresów przypada na kolejne barwy światła – od niebieskiego po czerwień. Pozostałe zakresy obejmują bliską podczerwień, tj. „kolory” niewidzialne dla ludzkiego oka, a ważne w monitoringu środowiska, w tym szczególnie roślinności. Pojedyncze zdjęcie satelitarne uzyskane za pomocą DESIS ukaże pas lądu lub oceanu o szerokości 30 km. Rozdzielczość przestrzenna danych wyniesie 30 m.

Głównym wykonawcą instrumentu jest Niemiecka Agencja Kosmiczna (DLR), a jednym z kluczowych podwykonawców Centrum Badań Kosmicznych PAN (CBK PAN). Polscy inżynierowie odpowiadali za zaprojektowanie i wykonanie systemu DESIS-POI, który steruje i pozycjonuje ruchome lustro wejściowe sensora. Lustro to jest pierwszym elementem DESIS, na jaki pada promieniowanie przybywające z powierzchni Ziemi. Zadaniem zwierciadła jest skierowanie promieniowania do dalszej części instrumentu, w tym kolejnych luster (już nieruchomych) oraz teleskopu.

W CBK PAN zrealizowano następujące podsystemy DESIS-POI: moduł sterowania lustrem (w tym sterownik silnika krokowego wraz z kontrolerem), moduł obsługi sensorów magnetycznych systemu detekcji orientacji lustra oraz moduł redukcji mikrowibracji i redukcji luzów. Inżynierowie Centrum opracowali także system montażu zwierciadła i wykonali obudowy części elektronicznych tego systemu. Scalenie niektórych elementów elektronicznych zlecono firmie Creotech Instruments. Finalne wersje polskich komponentów zostały ze sobą zintegrowane w laboratoriach CBK PAN, po czym trafiły do Niemiec, gdzie połączono je z resztą instrumentu DESIS.

DESIS-POI – przygotowanie do testów kwalifikacyjnych w komorze termiczno-próżniowej w CBK PAN (fot. CBK PAN)

Ruchome lustro pozwoli sensorowi z DLR obserwować ląd znajdujący się nie tylko dokładnie pod instrumentem, ale także do 15 stopni przed nim i za nim. W ten sposób możliwe będzie wyznaczenie jednej z kluczowych właściwości powierzchni lądów, tzw. dwukierunkowej funkcji rozkładu odbicia promieniowania. Z drugiej strony ruch lustra otwiera drogę do stosowania zaawansowanych metod teledetekcyjnych, jak na przykład kompensowania ruchu satelity w czasie wykonywania obserwacji.

W czasie startu i lotu do ISS instrument DESIS znajdował się wewnątrz kapsuły Dragon. Teraz zostanie z niej przeniesiony do wnętrza stacji, a następnie poprzez śluzę powietrzną w japońskim module Kibo trafi na zewnątrz ISS. Przez najbliższych pięć lat sensor będzie przymocowany do platformy MUSES (Multiple User System for Earth Sensing Facility), którą zbudowała amerykańska firma Teledyne Brown Engineering. Teledyne jest partnerem DLR w projekcie DESIS i będzie odpowiadała za komercyjną dystrybucję danych z niemieckiego instrumentu.


Statek transportowy Dragon połączony z Międzynarodową Stacją Kosmiczną (fot. NASA)

DESIS to już drugi przyrząd opracowany przy udziale naukowców z CBK PAN, jaki w ostatnim czasie trafił na Międzynarodową Stację Kosmiczną. 2 kwietnia br. kapsuła Dragon dostarczyła na ISS zestaw detektorów ASIM (Atmosphere-Space Interactions Monitor), których zadaniem jest badanie tajemniczych zjawisk elektromagnetycznych występujących w stratosferze i mezosferze w czasie silnych burz. ASIM przeszedł już fazę testów i wkracza w fazę regularnych obserwacji naukowych. DESIS powinien osiągnąć ten etap za około 3-4 miesiące.

Źródło: CBK PAN