Analizando Júpiter con KaT, un transpondedor de última generación

Thales Alenia Space acaba de entregar un transpondedor de banda Ka (KaT) a la Agencia Espacial Europea (ESA) para su integración en el paquete de radio 3GM, o Gravity & Geophysics of Jupiter y Galilean Moons.

El 3GM es uno de los instrumentos de la próxima misión JUICE de Europa (JUpiter ICy moons Explorer), que permitirá a los científicos estudiar el campo gravitatorio en Ganímedes, la extensión de los océanos internos en las lunas heladas y la estructura de la atmósfera neutra y la ionosfera de Júpiter y sus lunas. KaT proporciona mediciones de rango bidireccionales  y se rango único   de alta precisión en la banda Ka. A su vez, el experimento de gravedad se basa en el enlace de radio de banda Ka para ayudar a descubrir la estructura interior de Ganímedes, en particular, deduciendo el tamaño de la superficie del océano a partir de  las mediciones del campo de gravedad de la luna y la respuesta de las mareas.

Nuestros ingenieros y técnicos han continuado las operaciones críticas para nuestros clientes en los últimos meses a pesar de la pandemia de coronavirus, mientras cumplen con todas las medidas de salud y seguridad.

 Observando a Júpiter y sus lunas heladas

 

 

Programada para su lanzamiento en 2022 y prevista su llegada a Júpiter en octubre de 2029, la nave espacial JUICE está diseñada y construida por Airbus Defence and Space como contratista principal. Una misión de la ESA, con una importante contribución de la agencia espacial italiana ASI, JUICE estudiará Júpiter y sus tres grandes lunas heladas: Ganímedes, Calisto y Europa.

Descubiertas por Galileo en 1610, las lunas ofrecen posibilidades fascinantes porque se cree que tienen grandes océanos de agua debajo de sus superficies, lo que las convierte en entornos potencialmente habitables. La misión explorará las capas superficiales e internas de las lunas, investigando las condiciones para el surgimiento de la vida. La contribución de Thales Alenia Space también incluye los transpondedores de espacio profundo (DST) para telemetría, seguimiento y comando, y el radar para exploración de lunas heladas (RIME), uno de los 10 instrumentos.

 


© Thales Alenia Space

 

 

RIME (foto del equipo en enero de 2020) se considera una clave para el éxito de la misión, debido a su capacidad para identificar y mapear directamente la estructura interna de las capas de hielo. Usando una antena de 16 metros, que es proporcionada por Space Tech GmbH bajo contrato con Airbus Defence and Space, y trabajando a una frecuencia central de 9 MHz, RIME está diseñado para penetrar la superficie del hielo hasta una profundidad de 9 kilómetros, con  una resolución vertical de hasta 30 metros en hielo, para ayudar a determinar la estructura subterránea de los océanos de las tres lunas. ASI  financia el desarrollo de radares, incluida una contribución de la NASA, con la Universidad de Trento  que se encargará de los aspectos científicos.

 Herencia Tecnológica

Venus, Marte, Mercurio, Saturno, la Luna, Júpiter, asteroides y cometas ... La tecnología de Thales Alenia Space es una parte fundamental de las sondas del espacio profundo como Mars Express y ExoMars Trace Gas Orbiter (actualmente en órbita alrededor de Marte); Venus Express; Cassini-Huygens (la sonda Cassini completó su misión a Saturno en 2017 al quemarse en la atmósfera); Rosetta, que ha recopilado datos para caracterizar el entorno y el núcleo de este cometa, proporcionando así pistas sobre el origen del Sistema Solar; Gaia, que está mapeando la Vía Láctea con una precisión sin precedentes; Lisa Pathfinder, que allanó el camino para las pruebas en vuelo de detección de ondas gravitacionales; BepiColombo, ahora camino a Mercurio; y Solar Orbiter, que observará de cerca el Sol, de una manera que antes se creía imposible.

Todas estas naves espaciales se comunican con la Tierra desde una distancia de varias Unidades Astronómicas (millones de km) (ndt: AU = distancia media de la Tierra al Sol, 149,6 millones de km),  con base en el transpondedor de espacio profundo compacto de Thales Alenia Space, que combina tecnología de microondas de última generación.

KaT fue diseñado y desarrollado por Thales Alenia Space en Italia en cooperación con la Universidad de Roma-La Sapienza prof. Luciano Iess, y con financiación de ASI, para realizar un experimento de radiociencia. Este concepto se basa en nuestra experiencia con la misión Cassini. El traductor de banda Ka fue el primero en utilizar un enlace de radio en la banda Ka (32–34 GHz), ofreciendo así una estabilidad de frecuencia sobresaliente entre otras ventajas. Este instrumento permitió a la comunidad científica italiana verificar la desviación relativista de una señal de radio con una precisión cincuenta veces mayor que cualquier otro hecho anteriormente (ver el artículo en Nature, 25 de septiembre de 2003). En 2008 suministramos un KaT para la misión Juno de la NASA. El KaT utilizado en BepiColombo fue aún más lejos, porque fue el primer dispositivo de radiociencia en emplear una innovadora técnica de rango de pseudo-ruido de banda ancha (50 MHz) que proporcionó mediciones de rango bidireccional con una precisión de un centímetro a 50 millones de kilómetros. desde la Tierra (ver “Informe sobre los primeros datos en vuelo del Experimento de radiociencia del Mercury Orbiter de BepiColombo”, Transacciones IEEE sobre sistemas aeroespaciales y electrónicos, julio de 2020).

La novedosa KaT diseñada y desarrollada para JUICE (ver foto) representa una mejora adicional, ya que se ha incrementado la resistencia por radiación para hacer frente al duro entorno  que existe alrededor de Júpiter.

 


© Thales Alenia Space

 

Massimo Comparini comentó: "Nuestro legado en tecnologías de radiociencia y comunicaciones en las profundidades del espacio no tiene rival. Estos logros son el resultado de una larga tradición científica e industrial impulsada por grandes habilidades, experiencia e inversiones que nos han llevado a la vanguardia de este campo tan exigente. Mis mejores felicitaciones a todos los involucrados en el desarrollo de este sofisticado equipo, logrando este último hito y manteniendo nuestra excelencia en esta área año tras año, misión tras misión ".