CERN simulerer Jupiter

Dette testanlæg på CERN, Den Europæiske Organisation for Nuklear Forskning, blev brugt til at simulere højstrålingsmiljøet omkring Jupiter for at forberede ESA's JUICE-mission til den største planet i vores solsystem.

Al kandidathardware, der skal flyves i rummet, skal først testes mod stråling:Rummet er fyldt med ladede partikler fra Solen og længere ude i kosmos. En aftale med CERN giver adgang til de mest intense strålestrålingsstråler, der er tilgængelige – kort vej i kredsløb.

Indledende test af kandidatkomponenter til ESA's JUpiter ICy moons Explorer, JUICE, fandt sted sidste år ved hjælp af CERNs VESPER (Meget energisk elektronfacilitet til Space Planetary Exploration-missioner i barske Radiative-miljøer) facilitet.

VESPERs højenergielektronstrålelinje simulerede forhold inden for Jupiters massive magnetfelt, som har en million gange større volumen end Jordens egen magnetosfære, fanger højenergiske ladede partikler i det for at danne intense strålingsbælter.

På grund af lancering i 2022, JUICE er nødt til at udholde dette barske strålingsmiljø for at udforske Callisto, Europa og Ganymedes - Jupiters måner teoretiserede at skjule flydende vandhave under deres iskolde overflader. JUICE bliver bygget af Airbus til ESA, med konstruktionen af ​​sin rumfartøjsflyvningsmodel, der skal begynde i næste måned.

I sidste måned underskrev ESA og CERN en ny implementeringsprotokol, bygger på deres eksisterende samarbejdsbånd.

Signeret af Franco Ongaro, ESA's teknologidirektør, Engineering og kvalitet, og Eckhard Elsen, CERN-direktør for forskning og databehandling, denne nye aftale identificerer syv specifikke højt prioriterede projekter:højenergielektrontest; test med høj penetration af tunge ioner; vurdering af kommercielle hyldekomponenter og moduler; demonstration af teknologi i kredsløb; "strålingshårde" og "strålingstolerante" komponenter og moduler; skærme til strålingsdetektorer; og dosimetre og simuleringsværktøjer til strålingseffekter.

"Strålingsmiljøet, som CERN arbejder med i sine tunneler og eksperimentelle områder, er meget tæt på det, vi har i rummet, " forklarer Véronique Ferlet-Cavrois, Leder af ESA's Power Systems, EMC &Space Environment Division.

"Den underliggende fysik i samspillet mellem partikler og komponenter er den samme, så det giver mening at dele viden om komponenter, designregler og simuleringsværktøjer. Plus adgang til CERN-faciliteter giver os mulighed for at simulere den slags højenergielektroner og kosmiske stråler, der findes i rummet. Samtidig samarbejder vi om at flyve CERN-udviklede komponenter til test i rummet."

Petteri Nieminen, overskriften ESA's Space Environments and Effects sektion tilføjer:"Sammen med JUICE, CERN-testning af tungenergistråling vil også være nyttig til vores foreslåede Ice Giants-mission til Neptun og Uranus. Rumfartøjet skal muligvis passere gennem Jupiters enorme magnetfelt på vej til disse ydre planeter, og begge verdener har deres egne strålingsbælter.

"Og evnen til at simulere kosmiske stråler gavner et stort antal missioner, især dem, der begiver sig ud over Jordens kredsløb, herunder Athena og LISA samt JUICE. Det er også en stor interesse for menneskelig rumflyvning og udforskning at studere radiobiologiske effekter af tunge ion-kosmiske stråler på astronaut-DNA. For ikke at nævne, at strålingssimuleringer udviklet i samarbejde med CERN hjælper med at opstille rummiljøspecifikationer for alle ESA-missioner."