Optika pro Sentinel-4
Referenční projekt
Sofistikované materiály. Nepřekonatelná přesnost.
V rámci programu Copernicus, společného projektu EU a ESA (Evropská kosmická agentura), pokrývá mise družice Sentinel-4 úplné monitorování Evropy a severní Afriky za účelem shromažďování vysoce přesných údajů o složení atmosféry v reálném čase. Satelit vybavený dvěma spektrometry s vysokým rozlišením, pro které asphericon vyráběl optiku, byl vypuštěn v roce 2022.
O projektu Sentinel-4
Šest hlídkových misí, z nichž každá bude trvat nejméně sedm let, je plánováno s cílem získat co nejkomplexnější pohled na Zemi. Sentinel-1 například umožňuje fotografovat záplavy na souši nebo ropné skvrny na moři. Byl spuštěný již v roce 2014. Mise Sentinel-4 bude monitorovat atmosféru a měřit míru znečištění ovzduší. Na rozdíl od ostatních misí Sentinel, které jsou nezávislými satelity, Sentinel-4 a 5 jsou měřicí přístroje, které jsou vypouštěny na jiných satelitech. V případě Sentinel-4 to bude satelit Meteosat Third Generation Sounder (MTG-S).
Dva spektrometry Sentinel-4 pokryjí celý spektrální rozsah od UV přes viditelné až po NIR vlnové délky a zajistí měření skleníkových plynů, oxidů dusíku, kvality ovzduší, ozónu, částic a slunečního záření. Skenování se provádí z nadmořské výšky kolem 36 000 kilometrů.
Parametry a cíle
- 45 subdodavatelů, včetně Jena-Optronik & asphericon
- Datum spuštění: 2022 (Spektrometr 1), 2027 (Spektrometr 2)
- Pochopení změny klimatu
- Předcházení přírodním katastrofám a zajišťování civilní bezpečnosti
Obr. 1 Sentinel-4-Satellit, doba letu 8 let, výška družice 36 000 k | © ESA - P.Carril
Obr. 2 Cíle mise Sentinel-4 | © Airbus Defence SpaceRealizace projektu
Aby bylo možné měřit z tak velké vzdálenosti, musí být měřicí přístroje a související optické komponenty extrémně přesné. Zatímco společnost Jena-Optronik navrhla optické systémy spektrometrů Sentinel-4, asphericon byl zodpovědný za výrobu čoček. Objednávka ESA zahrnovala 114 čoček, napůl asférických a napůl sférických. Aby bylo možné provádět jasná spektrální měření, je pro optiku zapotřebí spektrální rozlišení 0,12 až 0,5 nm. Čočky byly vyrobeny při 20 °C a mají být udržovány při stejné teplotě na oběžné dráze. Jsou vyrobeny z fluoridu vápenatého a oxidu křemičitého, což umožňuje vysokou přesnost, ale představuje další výzvu ve výrobě. Zejména fluorid vápenatý se vyznačuje širokým přenosovým spektrem od ultrafialové po infračervenou oblast, ale také poměrně měkkou konzistencí. Po intenzivní výzkumné a vývojové práci se společnosti asphericon podařilo vyrobit čočky z fluoridu vápenatého, které bylo možné vyleštit na drsnost pět Angströmů.
Stručný pohled na optiku pro Sentinel-4:
- Vývoj a výroba čoček, které vydrží extrémní podmínky ve vesmíru
- Intenzivní vývojová práce a složité testovací postupy se sofistikovanými materiály (např. CaF2)
- Asférické a sférické čočky s průměry od 50 mm do 80 mm, spektrálním rozlišením 0,12 až 0,5 nm a hodnotami drsnosti povrchu po Angström leštění 5 Å
