Wojskowa Akademia Techniczna wesprze Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk w projekcie GLOWS, będącym częścią heliosferycznej misji NASA IMAP (Interstellar Mapping and Acceleration Probe).
Współpraca będzie dotyczyła układu wejściowego instrumentu GLOWS i jego testów w zakresie promieniowania ultrafioletowego. W laboratoriach WAT realizowane będą badania interferencyjnych filtrów EUV (ang. extreme ultraviolet – skrajny nadfiolet) oraz pokryć powierzchni optycznych.
Laboratoryjne pomiary w bardzo dalekim, tzw. próżniowym ultrafiolecie, są trudne, ponieważ z jednej strony wymagają wygenerowania samego promieniowania, co można uzyskać na przykład poprzez impulsowe wytwarzanie plazmy laserem o ogromnej mocy, która emituje następnie to promieniowanie, a z drugiej strony sam pomiar musi się odbywać w wysokiej próżni. Wojskowa Akademia Techniczna, jako jedna z nielicznych instytucji w Polsce, dysponuje tego typu technologią oraz doświadczeniem laboratoryjnym pozwalającym z niej korzystać. Chcę podkreślić, że możliwość dokonania naziemnych pomiarów promieniowania Lyman-alfa wodoru jest niezbędna dla eksperymentu GLOWS, przygotowywanego obecnie przez CBK PAN w ramach sondy kosmicznej NASA Interstellar Mapping and Acceleration Probe – wyjaśnia dr hab. Maciej Bzowski, szef zespołu eksperymentu GLOWS.
W ramach współpracy między CBK PAN a WAT wykonane zostaną pomiary tzw. dwukierunkowej funkcji odbicia i rozpraszania, czyli charakterystyki kierunkowej odbicia promieniowania Lyman-alfa od powierzchni optycznych fotometru GLOWS, pokrytych specjalnym, bardzo czarnym silnie absorbującym promieniowanie materiałem, a także charakterystyki przepuszczalności spektralnej filtrów optycznych, które zostaną użyte w tym przyrządzie. Znajomość tych parametrów jest niezbędna przy projektowaniu instrumentu i weryfikacji jego działania.
Nasza współpraca trwa już od dłuższego czasu, a dziś ją tylko sformalizowaliśmy. Wykonanie prac badawczych przeprowadzonych w laboratoriach WAT było niezbędne do pomyślnego zakończenia faz opracowania eksperymentu GLOWS, zakończonych odbiorem przez stronę amerykańską – podsumowuje dr Bzowski.
Wstępne pomiary zostały przeprowadzone w Instytucie Optoelektroniki Wojskowej Akademii Technicznej w zespole prof. Henryka Fiedorowicza, zajmującego się od wielu lat laserowo-plazmowymi źródłami promieniowania z zakresu od ultrafioletu do miękkiego promieniowania rentgenowskiego, w tym również na granicy zakresu skrajnego nadfioletu EUV, tj. w zakresie zainteresowania projektu GLOWS. Badania, przeprowadzone w 2020 roku, polegały na wykonaniu pomiarów promieniowania transmitowanego przez filtr przeznaczony do selekcji promieniowania w pobliżu Lyman-alfa, na długości fali ~120 nm, rozpraszanego pod różnymi kątami, na dostarczonym, specjalnie poczernionym materiale.
Misja IMAP jest tworzona przez międzynarodowy zespół naukowy pod kierownictwem profesora Davida J. McComasa z Uniwersytetu Princeton, a realizację projektu koordynować będzie Applied Physics Laboratory (APL) z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa. Z ramienia NASA misję koordynuje Heliophysics Division w Science Mission Directorate. Sonda kosmiczna IMAP wyposażona będzie w dziesięć instrumentów naukowych, z których jeden powstaje w CBK PAN. IMAP działać będzie w pobliżu tzw. punktu libracji L1 między Ziemią a Słońcem, ok. 1,5 mln km od Ziemi. Punkt Lagrange’a L1 jest to wyimaginowany punkt w przestrzeni między Ziemią a Słońcem, gdzie równoważą się potencjały grawitacyjne Ziemi i Słońca i dzięki temu umieszczony w jego pobliżu statek kosmiczny łatwiej jest utrzymać stałym położeniu względem Ziemi i Słońca.
Zespół uczonych i inżynierów z CBK PAN, kierowany przez dr. hab. Macieja Bzowskiego z Zakładu Fizyki Układu Słonecznego i Astrofizyki, zaproponował wyposażenie IMAP w fotometr GLOWS do obserwacji fluorescencyjnej poświaty heliosferycznej w linii Lyman-α neutralnego wodoru (długość fali promieniowania elektromagnetycznego 121,6 nm). Planowane obserwacje umożliwią zbadanie zależności strumienia wiatru słonecznego od szerokości heliograficznej oraz rozkładu w przestrzeni międzyplanetarnej wodoru międzygwiazdowego.
Instrument GLOWS budowany jest przez kilkunastoosobowy zespół inżynierów z Laboratorium Satelitarnych Aplikacji Układów FPGA, Laboratorium Fotoniki i Mikromechaniki i Laboratorium Robotyki i Mechatroniki Satelitarnej CBK PAN, kierowany przez dr. inż. Romana Wawrzaszka, głównego inżyniera projektu. W ramach tych prac skonstruowana zostanie część detektorowa ze specjalnie zaprojektowanym układem optycznym, układ zasilania elektrycznego, komputer instrumentu wraz z oprogramowaniem oraz niezbędna naziemna aparatura wspomagająca i testowa oraz oprogramowanie naukowe. Menedżerem projektu jest dr hab. inż. Piotr Orleański.
źródło: CBK PAN