V minulých měsících byla postupně dokončena stavba evropského teleskopu, který bude mít za úkol studovat již objevené exoplanety. Vše bylo zakončeno komplexním zhodnocením, které prokázalo, že tato vědecká mise je připravena na start. Do něj ale ještě několik měsíců zbývá. V dnešním článku se podíváme na zkoušky, kterými musel teleskop projít a nastíníme si také výhled do dalších týdnů.

Se stavbou této vesmírné observatoře je samozřejmě spojeno velké množství dokumentů, které definují, co musí být splněno, aby mohla být mise považována za úspěšnou. Ambiciózní vědecké plány jsou v těchto dokumentech podrobně rozebrány a v husté hierarchii se proplétají s inženýrskými požadavky, které řídí palubní systémy a subsystémy. Aby mohla být sonda označena jako schopná startu, musí splnit stovky velmi přesně definovaných požadavků, které se často ověřují důkladným testováním.

V případě teleskopu CHEOPS bylo potřeba pět let tvrdé práce, než se specialisté dostali do této fáze. Vývoj obnášel důkladné série testů, které prověřovaly, jak bude sonda reagovat na kosmické podmínky, vibrace, či hluk, jak si poradí s teplotním hospodařením, vakuem, elektromagnetickou, či radiofrekvenční kompatibilitou. Ovšem prověřovací činnosti sahají daleko za tyto environmentální zkoušky.

Po sérii environmentálních zkoušek přišlo na řadu několik funkčních testů, které měly prokázat, že všechny jednotlivé subsystémy (fotovoltaické panely, pohonný systém, vědecké vybavení atd.) pracují správně. Důležité bylo i zjistit, zda tyto systémy, které již byly testovány samostatně, stále fungují i po spojení do jednoho celku. Tohle funkční testování dokáže odhalit chyby, kterých si předtím nikdo nemusel všimnout. Zároveň se jejich provedením ověří, že sonda během předchozích testů neutrpěla žádnou újmu.

Inženýři například provedli několik zkoušek, které prověřovaly stav fotovoltaických panelů. Tyto testy byly nezbytné nejen k určení, jak na tom panely jsou, ale hledaly se při nich i defekty vzniklé třeba při vibračních nebo akustických zkouškách. Za tímto účelem byly naplánovány elektro-luminiscenční zkoušky (ELM), které proběhly před environmentálními testy a pak i po nich. Zkoušky ELM fungují na jednoduchém principu. Fotovoltaické panely za běžného provozu převádí sluneční světlo na elektrickou energii, ale mohou fungovat i obráceně – pokud je do nich přiveden proud, mohou vyzařovat světlo.

Pokud je nějaká fotovoltaická buňka poškozena, pak nesvítí, což se dá snadno prokázat. Dodatečný test, při kterém došlo k osvětlení solárních panelů, měl zase za úkol ověřit množství generované energie. Krátké a intenzivní záblesky posloužily k osvětlení panelů, přičemž naměřené hodnoty napětí a proudu pak byly porovnávány s referenčními hodnotami.

Některé funkční zkoušky jsou z hlediska bezpečnosti doslova nezbytné. Jde třeba o globální test těsnosti palivového systému. Při něm se nádrž, potrubí i ventily naplní inertním heliem, aby bylo jisté, že celý systém těsní a po naplnění palivem nebude docházet k jeho únikům. Bezpečnost pohonného systému se podařilo prokázat poté, co byla heliem naplněná sonda umístěna do uzavřené nádoby a citlivé měřící přístroje nezaznamenaly žádné zvýšení koncentrace helia uvnitř této nádoby.

Jiné zkoušky se zaměřily na procesy, které budou kriticky důležité k úspěšnému splnění mise. Kupříkladu na odpálení pyrotechnického šroubu, který při startu drží krytku teleskopu, je jen jeden pokus. Jestli selže, teleskop nikdy „neotevře oči“. Když už byly zkoušky na samotném konci a letový hardware nepotřeboval žádné významné úpravy, mohlo se přejít na velmi přesné měření hmotnosti, těžiště a setrvačnosti. Tato měření jsou nezbytná pro přesnou analýzu trajektorie nosné rakety a procesu separace. Nasbírané údaje navíc umožní zvýšit efektivitu a přesnost manévrovacích trysek.

Ještě než se CHEOPS vydá do vesmíru na raketě Sojuz (okno se otevírá 15. října a zavírá 14. listopadu), bude teleskop připojen pomocí speciálních svorek k adaptéru, který bude součástí nosné rakety. Po dosažení správné dráhy pak dojde k uvolnění těchto svorek a teleskop bude volný. Musely proto proběhnout zkoušky těchto svorek a celého oddělovacího systému. Po testech spojení mohla firma Arianespace, která je zodpovědná za start, prohlásit, že náklad je mechanicky i elektricky kompatibilní s adaptérem rakety Sojuz. Kromě toho bylo potvrzeno, že rázy v teleskopu způsobené povolením svorek jsou v přijatelných limitech.

V únoru letošního roku skončila pětiletá fáze výroby a všemožných zkoušek. Dokončený teleskop stál v madridském areálu hlavního výrobce, Airbus Defence and Space a výsledky nasbírané během posledních měsíců, kdy se konaly funkční i environmentální zkoušky, ale i validační testy, byly zapsány do příslušných dokumentů. Zbývalo odpovědět už jen na poslední otázku: „Je CHEOPS skutečně připraven na start?“

Za tímto účelem čeká na všechny projekty zhodnocení S-QAR (Satellite Qualification and Acceptance Review). Tento kompelxní proces se provádí za účelem potvrzení toho, že družice, tak jak byla postavena, splňuje předem definované požadavky na misi a že uspokojivě dokončila a úspěšně absolvovala všechny zkoušky nezbytné k jejímu letu. CHEOPS zahájil tento hodnotící proces už v listopadu 2018. Zhodnocení se ujal panel expertů, kteří dopodrobna rozebrali výsledky všech možných testů a porovnávali je s navrhovanými požadavky.

19. února 2019 se skupina těchto expertů sešla, aby definovala společné prohlášení. K radosti celého vědeckého a inženýrského týmu kolem mise CHEOPS, byl jejich projekt uznán jako letuschopný. Nyní se tak mohou všichni zaměřit na předstartovní operace a samozřejmě i na to, co po nich bude následovat. Po závěrečných přípravných činnostech jako je jemné doladění orientace korekčních trysek, byl CHEOPS na několik měsíců uložen v Madridu, než se vydá do Kourou v Jižní Americe.

I když teď teleskop odpočívá ve skladu, nemůžeme říct, že by kolem něj byl klid. V polovině dubna by měla naplno začít simulační kampaň, která má připravit týmy na provoz a řízení družice na oběžné dráze. O několik týdnů dříve už museli lidé zainteresovaní do projektu doladit poslední detaily prvního Oznámení o příležitosti (Announcement of Opportunity) pro vědeckou komunitu. Na základě této výzvy byli vědci přizvání ke spolupráci do programu CHEOPS Guest Observers (GO), který vede ESA. Program GO pokryje 20% pozorovacího času teleskopu CHEOPS a jedná se o otevřený systém, ve kterém budou jednotlivé návrhy na pozorování „bojovat“ proti sobě. Výzva pro návrhy na první rok pozorování teleskopu CHEOPS byla publikována v březnu.

Zdroje informací:
http://sci.esa.int/
http://sci.esa.int/
http://sci.esa.int/

Zdroje obrázků:
http://sci.esa.int/science-e-media/img/88/CHEOPS_20180820_05_2k.jpg
http://sci.esa.int/science-e-media/img/15/ESA_CHEOPS_Satellite_Mounted.jpg
http://sci.esa.int/science-e-media/img/14/ESA_CHEOPS_Leakage_Test.jpg
http://sci.esa.int/science-e-media/img/17/ESA_CHEOPS_telescope_baffle_ADS_20190221.jpg
http://sci.esa.int/science-e-media/img/16/ESA_CHEOPS_test_set_up_with_camera.jpg