Skip to main content

Ontdekkingsreis naar Jupiter en zijn ijsmanen met MAJIS

Research Topic Chapter
News flash intro
ESA’s JUICE-satelliet zal in 2022 gelanceerd worden, met aan boord het Frans-Italiaanse MAJIS-instrument: een hyperspectrale beeldvormer, geoptimaliseerd voor de studie van Jupiter en zijn manen. Het BIRA was verantwoordelijk voor de elektro-optische karakterisering van het vluchtmodel van de MAJIS-detector, die zich uitstrekt tot het zichtbare en nabije infraroodkanaal (VIS-NIR). Een speciale faciliteit voor thermisch vacuüm en radiometrie werd ontworpen en ontwikkeld, uitgebreid getest en gevalideerd, om uiteindelijk in 2020 te worden gebruikt tijdens de karakteriseringscampagne. De prestaties ervan zijn volledig bepaald.
Body text

De MAJIS / JUICE-odyssee

De JUICE-satelliet zal het Joviaanse (Jupiter) stelsel grondig onderzoeken. Een van de instrumenten, MAJIS, is ontwikkeld onder de wetenschappelijke verantwoordelijkheid van het Institut d'Astrophysique Spatiale (IAS, Frankrijk). Het bestaat uit een hyperspectrale beeldvormer met twee kanalen (VIS-NIR en IR) die het bereik van 0,5 µm tot 5,54 µm bestrijkt. Dit instrument is van essentieel belang voor de missie, aangezien het zal bijdragen tot de studie van de atmosfeer van Jupiter en tot de karakterisering van de oppervlakken van zijn ijsmanen.

Vóór de lancering moeten de detectoren worden gekarakteriseerd om een optimale verwerking te garanderen van de ruwe signalen die tijdens de missie worden verzameld, en ze zo om te zetten in wetenschappelijke gegevens van hoge kwaliteit. De rol van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie, in samenwerking met de Koninklijke Sterrenwacht van België, bestond erin een speciale karakterisatiebank voor thermisch vacuüm en radiometrie te ontwikkelen om zowel het vluchtmodel als het reservemodel van de VIS-NIR-detector te karakteriseren.

De VIS-NIR-calibratie-eenheid

Deze karakterisatiebank bestaat hoofdzakelijk uit een vacuümkamer gekoppeld aan een cryostaat om de omgeving in de ruimte (met name Jupiter) te simuleren en temperaturen te bereiken van 95 K tot 160 K. Voor de belichting van de detector (door een venster) is apparatuur beschikbaar die hoofdzakelijk bestaat uit een lichtbron, een dubbele monochromator en een bol van Ulbricht.

Op deze wijze ontvangt de MAJIS-detector, die in een beschermende houder in de vacuümkamer geïntegreerd is, een stabiele, homogene en monochromatische lichtstroom, regelbaar in golflengte en intensiteit. Gekalibreerde fotodiodes worden gebruikt om het optisch vermogen dat de detector bereikt te kalibreren. Software en een veiligheidssysteem, volledig ontwikkeld bij het BIRA, verzekeren de automatisering van de karakterisatiebank en de integriteit van de detector.

De karakteriseringscampagne

Het vluchtmodel van de MAJIS VIS-NIR-detector werd in 2020 gekarakteriseerd onder toezicht van het B.USOC (Belgian User Support and Operations Centre). Deze campagne maakte de succesvolle studie mogelijk van de intrinsieke eigenschappen van de detector (in een donkere kamer), alsook van zijn reactie op een goed gekarakteriseerde belichtingsflux, zoals de homogeniteit van de inter-pixel respons, lineariteit, spectrale respons (kwantumefficiëntie), verzadigingsniveau, remanentie en andere eigenschappen van de nabije elektronica (amplificatie, ruis, offset).

 

Referentie

Bolsée, D., Van Laeken, L., Cisneros-González, M.E., Pereira, N., Depiesse, C., Jacobs, L., Vandaele, A.C., Ritter, B., Gissot, S., Karatekin, Ö. Poulet, F., Langevin, Y., Dumesnil, C., Dubois, J.-P., Arondel, A., Haffoud, P., Ketchazo, C., and Hervier, V. (2020). Characterization facility for the MAJIS/JUICE VIS-NIR FM and SM detectors. Proceedings of SPIE 11443: Space Telescopes and Instrumentation 2020: Optical, Infrared, and Millimeter Wave, SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation, 14-18 December 2020, 1214-1233. https://doi.org/10.1117/12.2576319

Figure 2 body text
Figure 2 caption (legend)
De MAJIS VIS-NIR-detector, geïntegreerd in de vacuumkamer voor de karakteriseringscampagne.
Figure 3 body text
Figure 3 caption (legend)
Het vluchtmodel van de MAJIS VIS-NIR-detector tijdens diens integratie.