Uji koridor sensor terbang formasi Proba-3

Koridor terpanjang di gedung terbesar ESA diubah menjadi tempat uji coba untuk salah satu misi masa depan paling ambisius Badan tersebut, Proba-3.

Melansir laman Esa.int, dua satelit yang menyusun misi ini akan berbaris sehingga yang satu memberikan bayangan ke yang lain, mengungkapkan daerah bagian dalam atmosfer hantu Matahari. Tetapi terbang dengan formasi presisi seperti itu hanya akan mungkin dilakukan melalui sistem sensor berbasis penglihatan yang memungkinkan satu satelit mengunci satelit lainnya.

Pasangan Proba-3 akan terbang dengan jarak nominal 144 m untuk pengamatan koronal, selain melakukan manuver konfigurasi ulang formasi yang akan mengubah jarak mereka hingga 25 m, dan hingga 250 m.

Pengujian sistem sensor ini untuk memungkinkan hal ini dilakukan di pusat teknis ESTEC ESA di Noordwijk, Belanda, menggunakan koridor utamanya sepanjang 230 m, yang menghubungkan kantor proyek dengan laboratorium teknis dan Pusat Uji satelit pendirian .

Lampu diredupkan dan pameran dihapus untuk memungkinkan versi uji kamera mengamati layar LED bantalan target seperti penerbangan di sepanjang koridor.

"Sistem sensor berbasis penglihatan ini adalah cara awal kedua satelit memperoleh formasi, dan memperolehnya kembali sekali per orbit," jelas Damien Galano, manajer proyek Proba-3 ESA.

"Ini dirancang untuk memungkinkan pasangan untuk menemukan satu sama lain dan memperkirakan posisi relatif mereka hingga presisi beberapa milimeter, melintasi jarak 20 hingga 250 m, memungkinkan pesawat ruang angkasa untuk bermanuver secara mandiri ke dalam formasi." ucap Galano

"Jadi kami membutuhkan ruang yang lama untuk mengujinya, dan ruang dalam ruangan seperti ini jauh lebih terkendali daripada di luar ruangan, di mana angin dan gangguan lain akan mengganggu pengaturan." lanjutnya

Direncanakan untuk diluncurkan pada tahun 2023, satelit skala dua meter Proba-3 akan berbaris sedemikian rupa sehingga yang satu 'Occulter' memblokir piringan surya yang menyilaukan untuk 'Coronagraph' lainnya. Ini akan memberi para peneliti pandangan berkelanjutan tentang lapisan dalam atmosfernya yang redup, atau 'corona', yang biasanya tersembunyi di bawah sinar matahari yang intens kecuali selama gerhana matahari singkat.

"Kedua satelit akan terbang bersama dalam orbit 19,6 jam yang memanjang atau sangat elips," kata Raphael Rougeot, insinyur sistem misi Proba-3.

"Terbang aktif dalam formasi sepanjang orbit ini tidak akan praktis. Sebaliknya, satelit hanya terbang dalam formasi selama enam jam di sekitar ketinggian 60.000 km atau 'apogee' dari orbitnya." kata Raphael

Sisa waktu mereka bermanuver ke lintasan relatif terbang bebas yang menjamin keamanan misi. Kemudian, keluar dari bagian bawah orbit mereka atau 'perigee' mereka harus mendapatkan kembali satu sama lain.

Satu set kamera akan berada di atas satelit Occulter, mencari LED yang berkedip pada Coronagraph satu di setiap sudut ditambah pola persegi yang lebih kecil di sisi kanan, yang dimaksudkan untuk mengungkapkan orientasi satelit dan memungkinkan operasi kedekatan.

Raphael menambahkan diperlukan dua kamera dengan bidang pandang yang berbeda. Kamera pertama memiliki bidang pandang lebar 15 derajat, digunakan untuk menemukan Koronagraf. Yang kedua memiliki bidang pandang yang lebih sempit untuk memberikan akurasi skala milimeter yang diperlukan.

Sensor lain memungkinkan sinkronisasi akuisisi gambar mereka dengan pulsa LED. Sinkronisasi yang tepat seperti itu hingga sepersejuta detik diperlukan karena cahaya dari LED mungkin akan hilang dalam pantulan palsu Matahari pada Koronagraf, atau di Bumi yang cerah di latar belakang. Selain itu, kamera juga akan memiliki filter yang dioptimalkan untuk lampu LED inframerah-dekat.

Pengujian sistem kamera dan target bantalan LED meter persegi ditempatkan pada interval 30 m di sepanjang koridor, menghasilkan hasil yang menjanjikan. Untuk mensimulasikan cahaya nyasar matahari, lampu khusus dengan sifat spektral yang benar digunakan. Lampu ini dicirikan secara khusus oleh Laboratorium Optik ESTEC untuk pengujian ini.

Sebagai tindak lanjut, versi yang lebih kecil dari target LED dipasang pada lengan robot yang dipasang di rel di ESTEC's Guidance Navigation and Control Rendezvous, Approach and Landing Simulator, atau GRALS.

Fasilitas sepanjang 33 m ini digunakan untuk mensimulasikan pendekatan jarak dekat, rendezvous dan docking antar objek antariksa.

Jonathan Grzymisch, insinyur sistem Navigasi dan Kontrol Panduan Proba-3, menjelaskan: "Lengan robot menggerakkan target LED di sepanjang pola yang telah diprogram saat kamera mengawasi, memungkinkan perangkat lunak instrumen menghitung lintasan dinamis relatifnya secara terus-menerus.

Hal ini memungkinkan kita untuk mengkarakterisasi kinerja sensor pada basis dinamis deterministik. Kedua tes dilakukan dengan baik, berkat kerja sama dari Manajemen Fasilitas ESTEC dan bagian teknis terkait."

Sistem sensor berbasis penglihatan Proba-3 telah dikembangkan oleh Technical University of Denmark (DTU). Tim tidak dapat hadir secara langsung di ESTEC karena pembatasan COVID-19, tetapi mendukung pengujian dari jarak jauh sementara teknisi ESA menyiapkan dan menjalankan pengujian. arn