Na titulním snímku tohoto článku vidíte fotografii antény, přes kterou budou proudit první podrobné snímky planetky Dimorphos pořízené poté, co její oběžnou dráhu pozměnila plánovaná kolize s americkou sondou DART. Vysokozisková anténa evropské sondy Hera o průměru 1,13 metru si prošla týden trvající testovací kampaní na Compact Antenna Test Range (CATR), což je součást technologického střediska ESTEC v Nizozemí. Kovové stěny testovací komory odcloní zvenčí přicházející rádiové signály, zatímco pěnové hroty na stěnách pohlcují rádiové signály vysílané sondou a zabraňují tak jejich odrazům, čímž napodobují pustou prázdnotu kosmického prostoru. Každý jednotlivý test trval více než deset hodin, pak se anténa pootočila a měření mohla pokračovat – výsledkem je 360° model tvaru šíření signálu.

Schéma sondy Hera
Zdroj: https://images.squarespace-cdn.com/

„Vysokozisková anténa je opravdu kriticky důležitou součástí naší mise. Půjde o náš jediný prostředek pro odesílání dat a příjem pokynů v objemech, které potřebujeme. Budeme sice mít i nízkoziskovou anténu, ale ta poslouží pouze jako záloha pro nízkoobjemové přenosy během nouzového stavu,“ vysvětluje Victoria Iza, inženýrka pracující na této anténě. Její slova potvrzuje i Paolo Concari, systémový inženýr mise Hera: „Ve spojení s inovativním transpondérem pro hluboký vesmír bude tato anténa také sama provádět vědecký výzkum. Dopplerův posuv v jejích signálech způsobený drobnými změnami rychlosti sondy, když bude Hera obíhat Dimorphos, se využije pro určení hmotnosti a tvaru planetky. Ovšem k tomu, aby tento rádiový průzkum fungoval správně, musí signál z antény zůstat v průběhu času stabilní. To znamená, že sama anténa musí velmi přesně udržovat svůj geometrický tvar.“

Kapton-germaniový sluneční štít poskytne anténě tepelnou izolaci, zatímco rádiové vlny skrz něj bez problémů projdou.
Zdroj: https://www.esa.int/

Vysokoziskovou anténu pro sondu Hera postavila firma HPS v Německu a Rumunsku. Během zkoušek v CATR si zástupci firmy prověřili, že naměřené parametry družice po srovnání se simulovanými daty z výpočetních modelů odpovídají požadavkům mise. „Reflektor antény je vyroben z uhlíkových vláken, což činí celou konstrukci velmi stabilní a také odolnou vůči teplotním extrémům a také obecnému namáhání externími vlivy,“ popisuje Fulvio Triberti z HPS a dodává: „S celkovou hmotností pouze 7,5 kilogramů jde o zvětšenou verzi menšího modelu, který bude použit na evropské observatoři Euclid. Ta bude pracovat 1,5 milionu kilometrů od Země, ale anténa Hery musí zvládnou komunikaci na mnohem větší vzdálenost – více než 400 milionů kilometrů.“ Aby se co nejvíce omezily účinky teplotních extrémů na anténu, bude do vesmíru vyslaná s dodatečnou ochranou v podobě kapton-germaniového slunečního štítu, který poskytne tepelnou izolaci, zatímco rádiové vlny skrz něj bez problémů projdou.

Vysokozisková anténa sondy Hera.
Zdroj: https://images.squarespace-cdn.com/

Tím však testy antény neskončily. Nyní ji budou čekat vibrační zkoušky v německé společnosti IABG, kde si vyzkouší namáhání při startu a poté přijdou termálně-vakuové testy v rakouské AAC, při kterých se prověří její odolnost vůči teplotním extrémům. Do CATR se anténa vrátí příští rok na jaře, aby se tu mohlo ověřit, že před chvílí popsané environmentální testy nijak neovlivnily (nezhoršily) její vlastnosti. Ines Barbary, inženýrka specializovaná na antény, která vedla testovací kampaň v CATR vysvětluje: „Výzvou pro nás byl velmi vysoký zisk antény a také úzce zaměřená směrovost. Jde o velmi úzce zaostřený svazek s nízkými postranními laloky. Naše testovací signály překonávají vzdálenost menší než 2 m od naší antény k vysokoziskové anténě v testovací komoře, ale náš specializovaný software dokáže transformovat signály, jako kdyby se pohybovaly na obrovské vzdálenosti.“

Vysokozisková anténa dokáže zesílit signál až na 4000-násobek, aby dorazil k Zemi. Signál se však zúží do svazu širokého jen půl stupně, takže se bude muset celá sonda nasměrovat v prostoru tak, aby anténa mířila k naší planetě. „Je skvělé vidět, jak se hardware postupně zhmotňuje,“ uzavírá Concari a dodává: „Všichni, kdo se na celé akci podílí, odvedli skvělou práci, aby se vše stihlo včas a my se i nadále udrželi v rámci harmonogramu prací, který počítá se startem v říjnu 2024.“

Přeloženo z:
https://www.esa.int/

Zdroje obrázků:
https://www.esa.int/…/24656167-1-eng-GB/How_Hera_asteroid_mission_will_phone_home.jpg
https://images.squarespace-cdn.com/…/image-asset.jpeg?format=1500w
https://www.esa.int/…/24656450-1-eng-GB/Hera_High_Gain_Antenna_with_sunshield.jpg
https://images.squarespace-cdn.com/…/Radio_Science_High_Gain_Antenna.gif