Optoelektronicy współtworzą fotometr do badań heliosfery w eksperymencie NASA

1 zdjęcie w galerii
Jako jedna z nielicznych instytucji w Polsce Wojskowa Akademia Techniczna dysponuje technologią niezbędną do eksperymentu GLOWS realizowanego w ramach misji badawczej NASA przez Centrum Badań Kosmicznych PAN. Optoelektronicy z WAT przeprowadzą testy w zakresie promieniowania ultrafioletowego - badania interferencyjnych filtrów EUV (ang. extreme ultraviolet – skrajny nadfiolet) oraz pokryć powierzchni optycznych fotometru.

DETEKTORY DO BADAŃ WIATRU SŁONECZNEGO


GLOWS, czyli czyli GLObal solar Wind Structure to fotometr do obserwacji fluorescencyjnej poświaty heliosferycznej wodoru w Układzie Słonecznym. Dane uzyskane dzięki fotometrowi umożliwią zbadanie zależności strumienia wiatru słonecznego od szerokości heliograficznej oraz rozkładu w przestrzeni międzyplanetarnej wodoru międzygwiazdowego.


Eksperyment GLOWS stanowi część misji badawczej NASA dotyczącej heliosfery. Misja o akronimie IMAP – Interstellar Mapping and Acceleration Probe zakłada, że w 2025 r. rakieta firmy SpaceX wyniesie na orbitę satelitę badawczego IMAP. Zostanie ona wyposażona w dziesięć instrumentów naukowych, z których jeden – właśnie GLOWS – powstaje w CBK PAN we współpracy z WAT.


Sonda ta będzie działać ok. 1,5 mln km od Ziemi w pobliżu tzw. punktu Lagrange’a L1. Jest to wyimaginowany punkt w przestrzeni, gdzie równoważą się potencjały grawitacyjne Ziemi i Słońca. Dzięki temu umieszczony w jego pobliżu statek kosmiczny łatwiej jest utrzymać stałym położeniu względem Ziemi i Słońca.


W laboratoriach WAT wykonane zostaną pomiary parametrów  niezbędnych do zaprojektowania fotometru GLOWS i sprawdzenia, jak on działa. Jednym z takich parametrów jest tzw. dwukierunkowa funkcja odbicia i rozpraszania promieniowania Lyman-alfa. Promieniowanie to odbija się od powierzchni optycznych fotometru, pokrytych specjalnym, bardzo czarnym materiałem, który silnie absorbuje promieniowanie. Naukowcy zbadają również charakterystyki przepuszczalności spektralnej filtrów optycznych, które zostaną użyte w tym przyrządzie.


Wstępne pomiary zostały przeprowadzone w Instytucie Optoelektroniki WAT w zespole prof. dr. hab. Henryka Fiedorowicza w 2020 roku przez płk. prof. dr. hab. inż. Przemysława Wachulaka, dr. hab. inż. Andrzeja Bartnika oraz mgr. inż. Tomasza Foka. Zmierzyli oni promieniowane transmitowane przez filtr przeznaczony do selekcji promieniowania elektromagnetycznego w pobliżu Lyman – alfa, na długości fali ok 120 nm, rozpraszanego pod różnymi kątami, na dostarczonym, specjalnie poczernionym materiale.


Jak wyjaśnia dr hab. Maciej Bzowski, szef zespołu eksperymentu GLOWS, laboratoryjne pomiary w bardzo dalekim, tak zwanym próżniowym ultrafiolecie są trudne. Wymagają one wygenerowania samego promieniowania, co można uzyskać na przykład poprzez impulsowe wytwarzanie plazmy laserem o ogromnej mocy, która emituje następnie to promieniowanie. 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. Nasza, dziś formalizowana współpraca trwa już od dłuższego czasu. Wykonanie prac badawczych przeprowadzonych w laboratoriach WAT było niezbędne do pomyślnego zakończenia faz opracowania eksperymentu GLOWS, zakończonych odbiorem prac przez stronę amerykańską” – podkreśla dr hab. Maciej Bzowski.


Więcej w cyklu „Nauka i technologia”


red. Karolina Duszczyk

fot. Uniwersytet Princeton/CBK PAN