NASAs ICESat-2 forbereder sig til lasertests

Lasere, der vil flyve på NASAs is, Sky og landhøjde Satellit-2, eller ICESat-2, er ved at blive sat på prøve på agenturets Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland.

De er en del af det eneste ICESat-2-instrument - Advanced Topographic Laser Altimeter System (ATLAS) - der vil måle højden af ​​iskapper, havis og gletsjere ved at sende hurtigtfyrende laserimpulser til overfladen og timing, hvor lang tid det tager individuelle fotoner at vende tilbage. Med en planlagt lanceringsdato i 2018, instrumentet står nu over for flere måneders test hos Goddard, hvor ingeniører vil sikre, at det er klar til at fungere i det barske miljø i rummet. Dette er et mellemstadium af ICESat-2's testregime, og vil fokusere på flylaserne.

Fra dette efterår, ATLAS vil gå ind i et testkammer i Goddard, hvor ingeniører simulerer rummets vakuum og kan indstille temperaturer op til 122 grader Fahrenheit eller ned til minus 22 grader Fahrenheit (50 Celsius til minus 30 Celsius). Ingeniører vil også tænde for de to lasere - en primær og en backup - ved forskellige strømniveauer for at sikre, at de fungerer korrekt, sagde Anthony Martino, ATLAS instrument videnskabsmand ved NASA Goddard. En test vil omfatte at sætte instrumentet igennem dets tempo ved forskellige temperaturer og tage billeder af laserimpulserne for at sikre, at de danner en jævn, konsekvent cirkel, Martino sagde, uden ru kanter, eller mørke eller lyse pletter.

"Når det opfører sig godt sådan, det er meget nemmere at analysere de resultater, vi får, " sagde han. Andre test involverer brug af spejle til at reflektere laseren tilbage i detektordelene af instrumentet - men først efter at have reduceret styrken af ​​lysstrålen med 13 størrelsesordener (ca. 10 billioner gange), at simulere svækkelsen af ​​laserstrålen, når den spredes af atmosfæren, hopper af Jorden og vender tilbage.

ATLAS gennemgik en indledende testrunde i foråret og sommeren 2016 på Goddard, mens den blev samlet. Testholdet rykkede det på et vibrationsbord og sprængte det med lyd for at simulere en støjende raketopsendelse, satte det derefter i et vakuumkammer og testede det i både ekstrem varme og ekstreme kolde temperaturer.

I oktober 2016 instrumentet blev pakket ind og lagt i en container, der blev kørt til Orbital ATK-anlægget i Gilbert, Arizona. Her, besætninger sluttede sig til instrumentet for første gang med ICESat-2's rumfartøjsbus - den del af instrumentet, der giver navigation, strøm, kommandoer og dataindsamling - for flere tests for at teste forbindelserne og kommunikationen af ​​den komplette satellit.

"Det var virkelig spændende - det var første gang, at rumfartøjet talte med instrumentet, " sagde Donya Douglas-Bradshaw, ATLAS instrument projektleder hos NASA Goddard.

I Arizona, holdet testede elektriske og mekaniske komponenter i observatoriet, udføre manøvrer som at åbne døren, der dækker instrumentteleskopet for første gang i et vakuum. Der var tests for at afhjælpe eventuelle problemer nu, mens hardwaren er på jorden og meget nemmere at håndtere, Douglas-Bradshaw sagde, både i almindelige renrum og i termiske vakuumkamre, der simulerer pladsforhold.

Månederne med test på Orbital ATK gik meget godt, sagde Martino. "Vi fandt ud af, at instrumentet opfører sig på samme måde på rumfartøjet, som det gjorde uden for rumfartøjet - og det er en god ting, " han sagde.

Under testen på Orbital ATK, holdet brugte en ekstra laser og en massesimulator i stedet for flylaseren. 2016-testen hos Goddard afslørede et problem med laserne i deres oprindelige konfiguration - en monteringsenhed i selve laseren var for stram og fik en krystal til at brække. Så mens der foregik test i Arizona, flylaserne blev repareret og testet igen separat.

Da observatorietestningen var afsluttet i Arizona, holdet adskilte derefter instrumentet og rumfartøjet, pakkede instrumentet og sendte det tilbage til Maryland og Goddards renrum, hvor det ankom den 28. juli. Nu vil teamet verificere instrumentets ydeevne efter forsendelse for at sikre, at intet blev forstyrret under transporten, installer flylasere, og den seneste testrunde begynder.

ATLAS er beregnet til at vende tilbage til Orbital ATK i begyndelsen af ​​2018, hvor instrumentet og rumfartøjsbussen vil blive fastgjort igen, og hele observatoriet vil gennemgå yderligere test. ICESat-2's opsendelse er planlagt til september 2018 fra Vandenberg Air Force Base, Californien.