Optika pro Sentinel-5
Referenční projekt
Atmosférická měření s vysokým časoprostorovým rozlišením z nízké oběžné dráhy Země
Pro analýzu složek atmosféry jako O3, NO2, SO2 atd. iniciovala ESA společně s Evropskou unií projekt Sentinel-5. Ústředním cílem systému spektrometru mise, který by měl být nasazen na kosmické lodi MetOp-SG A od roku 2022, je sledování koncentrací stopových plynů. asphericon vyrábí odolnou optiku pro jeden ze subsystémů Sentinel-5. Díky firemní technologii High-End Finishing má tato optika nejlepší povrchové specifikace a díky preciznímu řezu do pravoúhlých tvarů splňuje všechny potřebné prostorové a hmotnostní požadavky.
Popis projektu
Analýza složek atmosféry hraje důležitou roli z hlediska znečištění ovzduší, globálního oteplování nebo předpovědí počasí. Projekt Sentinel-5 byl zahájen v rámci programu Copernicus ESA a Evropské unie za účelem sběru těchto naměřených dat. Ústřední součástí jeho poslání je sledování koncentrace stopových plynů pro atmosférickou chemii a klimatické aplikace. Sentinel-5 je přístroj na kosmické lodi MetOp-SG A a skládá se – mimo jiné – ze systému spektrometru s vysokým rozlišením, včetně pěti spektrometrů pro široký provozní rozsah (ultrafialové až krátkovlnné infračervené). Díky velkému záběru bude denně poskytovat plné pokrytí Země. Produkty úrovně 2 (jako O3, NO2, SO2 atd.) budou dostupné v téměř reálném čase (do 2h 45‘ od snímání). S ohledem na omezené prostorové nároky bylo požadováno kompaktní a lehké provedení kolimátorových čoček. Kromě toho bylo obzvláště důležité minimum nerovností a drsnosti povrchu čoček – pro nejlepší zobrazovací vlastnosti v extrémních podmínkách.
Realizace projektu
asphericon byl schopen poskytnout ultra přesné optické komponenty pro SWIR subsystém v rámci Sentinel-5. Čočky zahrnovaly rotačně symetrické koule a také složité válce. Všechny optické komponenty se skládají z odolných materiálů (tavený oxid křemičitý, křemík a sulfid zinečnatý), přičemž geometrické tvary vykazují různé kombinace (konkávní/konkávní, konvexní/konkávní, konvexní/konvexní), s průměry v rozmezí 87,7 mm - 129,4 mm. Čočky byly řezány s vysokou přesností v pravoúhlých tvarech kvůli požadavkům na nízkou hmotnost. V kombinaci s High-End Finishing procesy byl asphericon schopen realizovat nepravidelnosti ≤ 1fr a splnit tak vysoké požadavky zákazníků. Použitím vlastního ?ngströmova leštění bylo možné minimalizovat prostorové frekvence krátkých vln a dosáhnout nejnižší drsnosti povrchu (≤ 1 nm).
Parametry
Obr. 1 MetOp-SG A Satelit | © esa
- Předpokládá se, že v letech 2022 až 2043 poskytne synergický doplňkový soubor údajů
- Životnost designu: 7,5 roku
- 7 různých spektrálních pásem: UV-1 (270-310 nm), UV-2/VIS (300-500 nm), NIR-1 (685-710 nm), NIR-2a (745-755 nm), NIR- 2b (755-773 nm), SWIR-1 (1590-1675 nm), SWIR-3 (2305-2385 nm)
- Objem generovaných dat: 139 Gbitů na plný oběh
Obr. 2 Sentinel-5 pozorovací geometrie | © esa
Cíle
- Globálně monitorovat klíčové stopové plyny a aerosoly kvality ovzduší a také interakce mezi složením a klimatem
- Hlavní údaje: O3, NO2, SO2, HCHO, CHOCHO, CH4, CO, vlastnosti aerosolu a oblačnosti
Stručný pohled na optiku pro Sentinel-5:
- Výroba rotačně symetrických koulí a komplexní válcové optiky z odolných materiálů (tavený oxid křemičitý, křemík a sulfid zinečnatý)
- Specifikace objektivu: Průměr 87,7 - 129,4 mm, konkávní/konkávní, konvexní/konkávní a konvexní/konvexní, nepravidelnosti ≤ 1fr a nejnižší drsnost povrchu ≤ 1 nm
- Řezání optiky do pravoúhlých tvarů pro snížení potřebného prostoru a hmotnosti
Prohlášení: Smlouva byla provedena v rámci programu a financována Evropskou kosmickou agenturou. Zde vyjádřený názor nelze v žádném případě považovat za oficiální stanovisko Evropské kosmické agentury.
