Odborníci si mohou odškrtnout velký krok na cestě k dokončení vědeckého vybavení evropské mise Euclid. Jsou totiž konečně k dispozici detektory pro přístroj NISP (Near Infrared Spectrometer and Photometer). Mise Euclid je inovativní projekt, který si klade za cíl důkladně sledovat vesmír a zmapovat trojrozměrné rozložení miliard slabých galaxií po celé obloze. To umožní vědcům s dosud nedostupnou přesností určit detaily spojené s tajemnou temnou energií a temnou hmotou, které společně tvoří zhruba 95 % vesmíru. Očekává se, že data z tohoto teleskopu umožní doslova revoluci v kosmologii. Umožní nám zlepšit naše chápání evoluce vesmíru od jeho prvopočátků.

Aby bylo možné prozkoumat „temné složky vesmíru“, bude Euclid vybaven dvojicí vědeckých přístrojů. Ty se podělí o světlo zachycené primárním zrcadlem teleskopu o průměru 1,2 metru. Přístroj VIS (Visible Imager) staví konsorcium institucí pod vedením Mullard Space Science Laboratory (MSSL) z Velké Británie. Druhý přístroj, kterému dnes budeme věnovat větší pozornost, se jmenuje NISP a také jej staví konsorcium institucí, tentokrát pod vedením Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM) z Francie. Celkově se na tomto přístroji podílí 15 států včetně USA díky dohodě ESA a NASA. Americký podíl představují právě detektory přístroje NISP – 16 kusů snímkovacích senzorů typu H2RG, které jsou spojeny se 16 sadami elektronických prvků pro odečítání dat.

Původní plány počítaly s tím, že jak senzory, tak i související elektroniku pro odečet údajů zajistí kalifornská firma Teledyne Scientific. Smlouvu na výrobu obou částí detektorů s touto firmou uzavřela ESA a později (před zahájením sestavování) si dohled převzala NASA. Letový hardware včetně senzorů na bázi HgCdTe, odečítací elektroniky SCE (Sensor Chip Electronics) a propojovacího nízkoodporového kabelu byl do ESA doručen v dubnu 2017. Bohužel však většina elektronických součástek určených k odečítání dat, začala krátce po doručení selhávat.

Ukázalo se, že dochází k částečnému oddělení obvodu ASIC (Application Specific Integrated Circuit) od desky, ke které byl připojen. To bylo způsobeno velmi nízkými teplotami, které jsou však pro provoz teleskopu Euclid nezbytné. Vzhledem ke komplexnosti objevené závady se NASA rozhodla, že nejlepším řešením nejsou úpravy starého návrhu, ale kompletní přepracování návrhu a výroba nové spolehlivější elektroniky. To vše se však muselo stihnout v co nejkratším čase. V prosinci 2017 NASA vybrala nový návrh konstrukce elektroniky SCE, který je založen na prověřených materiálech a procesech odvozených od dřívějších misí.

Nové jednotky SCE, kterým se někdy říká také Option B (Možnost B) jsou sice stále založeny na původní technologii ASIC od firmy Teledyne, ale podstatné je, že jejich připojení k základní desce, obvody a další prvky, byly navrženy nově. O tuto práci včetně výroby se postarali specialisté z kalifornské Jet Propulsion Laboratory a Goddard Space Flight Center v Marylandu. O rok a kousek později – 7. února 2019 komise odborníků z NASA a ESA schválila nové výrobky a dala souhlas k přesunu prvních čtyř nově vyrobených letových kusů elektroniky SCE, které splňují všechny požadavky.

O tři měsíce později, 10. května NASA doručila i poslední várku letových kusů SCE do prostor firmy LAM. Tato zásilka završila transport všech 16 letových exemplářů – zbývá doručit už jen dva záložní kusy. Cesta k dokončení kompletního pole senzorů přístroje NISP tak byla otevřená. „Snaha amerických partnerů o předělání elektroniky přístroje NISP včetně ukázky, že nový návrh splňuje všechny požadavky mechanického, tepelného, elektrického a výkonnostního rázu, byla skutečně obdivuhodná,“ smeká klobouk Paolo Strada, inženýr pracující v ESA na přístroji NISP.

„Rozhodnutí o přesunu k Možnosti B bylo velkou výzvou. Nový návrh jednotek SCE a s tím spojené činnosti byly nezbytné pro dokončení NISP a závisel na nich termín startu celé mise,“ dodává Giuseppe Racca, manažer mise Euclid a dodává: „NASA dokázala rozptýlit všechny naše obavy a doručila nám nová zařízení ještě před vypršením stanovené uzávěrky. Spolupráce mezi středisky ESA a NASA byla během tohoto nelehkého období pořád perfektní.“ Dalším krokem v rámci přípravy přístroje NISP byla integrace detektorů do dílů, které budou fungovat při nízkých teplotách. K této činnosti došlo v čisté místnosti firmy LAM a poté putovala sestava do Belgie – konkrétně do Centre Spatial de Liège (CSL), kde podstoupila zkoušky zaměřené na strukturální vlastnosti. Následoval přesun zpět do Francie, kde se „chladný díl“ spojil s „teplou“ částí přístroje, aby společně podstoupily závěrečné schvalovací zkoušky celého přístroje.

Někdy koncem roku mají být oba vědecké přístroje doručeny do firmy Airbus Defence and Space ve francouzském Toulouse, kde budou spojeny s konstrukcí teleskopu, která zatím vzniká. Po kompletním sestavení přijdou na řadu termálně-vakuové zkoušky, které proběhnou ve druhé polovině roku 2020 opět v Belgii. Jejich úkolem bude prověřit, že provozní teploty nebudou mít vliv na kvalitu pozorování.

Kromě letového exempláře se ale pracuje i na strukturálním termálním modulu teleskopu Euclid. Ten byl v květnu dokončen v hale firmy Thales Alenia Space ve francouzském Cannes a v polovině  července začnou zkoušky ve vakuové komoře. Kompletní kampaň tepelných a mechanických zkoušek by měla být hotová zhruba v listopadu letošního roku. Činí se i model určený ke zkouškám elektroniky včetně přístrojů. Ten již podstupuje zkoušky v prostorách firmy Thales Alenia Space v italském Turíně, kde se mimochodem sestavuje i letový exemplář servisní části. Vše vyvrcholí kompletní sestavou zkoušek sestaveného teleskopu v roce 2021, aby se mohlo letět v roce 2022.

Přeloženo z:
http://sci.esa.int/

Zdroje obrázků:
https://pbs.twimg.com/media/DutJ6ccWoAEH3_6.jpg
http://sci.esa.int/science-e-media/img/22/Euclid_NISP_focal_plane_20181025.jpg
http://sci.esa.int/science-e-media/img/23/Euclid_NISP_with_integrated_detectors_20190513.jpg
http://sci.esa.int/science-e-media/img/24/Euclid_NISP_with_integrated_detectors_20190514.jpg
http://sci.esa.int/science-e-media/img/29/Euclid_STM_integrated_2.jpg