A instalação recém-concluída é chamada de Câmara Terahertz do Campo Próximo de Baixa Temperatura, ou Lorentz. Com sede no ESTEC na Holanda, ele pode testar sistemas de RF de alta frequência, como antenas autônomas e radiômetros completos entre 50 e 1250 Gigahertz em vácuo de qualidade espacial por vários dias a fio, em temperatura de apenas 90 graus acima do zero absoluto até 120 ° C.
"Não há nada parecido no mundo", diz o engenheiro de antenas da ESA, Luis Rolo. "Isso permite uma capacidade totalmente nova em testes de antenas de RF.
"Precisamos disso porque as principais variáveis de RF, como distância focal e alinhamento de precisão, são influenciadas por materiais que encolhem com o frio ou aumentam de tamanho com o calor. Conseqüentemente, o teste padrão de temperatura ambiente não é representativo em tais condições - para todos os efeitos e propósitos, eles quase tornam-se como instrumentos diferentes. Isso se tornou óbvio já na missão Planck de 2009, que operava em temperaturas criogênicas para coletar vestígios de microondas do Big Bang".
O engenheiro de antenas da ESA, Paul Moseley, acrescenta: "Mas embora a necessidade de tal instalação seja clara, projetar, construir e terminar Lorentz provou ser extremamente desafiador. Isso ocorre porque enquanto um lado da câmara atinge temperaturas muito altas ou baixas, o outro lado deve permanecer na temperatura ambiente. O scanner que adquire a potência do sinal de RF e os padrões de campo deve ser mantido em condições ambientais estáveis para garantir dados confiáveis e comparáveis".
Tornar Lorentz possível significava emprestar técnicas de design da radioastronomia criogênica, juntamente com conselhos aprofundados de especialistas térmicos e mecânicos da ESA:
“Este é um projeto multidisciplinar, com tantos elementos novos para nós, engenheiros de antenas”, acrescenta Luis “Ao longo das fases de instalação e comissionamento, tivemos um apoio notável de pessoas que têm trabalhado com crio-câmaras e mecânica complexa por muitos anos, como as equipes de vácuo térmico da ESA e European Test Services e, claro, a oficina eletromecânica do ESTEC. O apoio deles foi muito valioso e muito apreciado".
A instalação é baseada em uma câmara de vácuo de aço inoxidável de 2,8 m de diâmetro . Operar no vácuo significava que os conhecidos revestimentos de parede de espuma pontiaguda geralmente usados para amortecer os sinais refletidos em câmaras de teste de RF tiveram que ser substituídos devido ao risco de contaminantes 'liberados'. Em vez disso, o epóxi de carbono negro que incorpora grãos de carboneto de silício absorve e dispersa os sinais.
O nitrogênio líquido pode ser bombeado para o revestimento interno da câmara de vácuo para resfriá-la ou, alternativamente, o nitrogênio gasoso para elevar a temperatura, normalmente visando um 'platô' estável para fins de teste.
O próprio item de teste pode ser girado durante o teste enquanto o scanner - sua posição controlável até alguns milésimos de milímetro - registra seu sinal do outro lado da barreira térmica da câmara. Mantida isolada por um isolamento multicamadas e um entreferro, esta barreira térmica é capaz de se mover para permitir que o scanner móvel espreite, atingindo um campo de visão de 70x70 cm.
A câmara de Lorentz chegou ao ESTEC em setembro passado. Meses de trabalho se seguiram para integrar, testar e finalizar a instalação. Já foram realizadas campanhas de teste, atingindo o desempenho esperado.
Em maio, Lorentz avaliará seu primeiro item de vôo: o radiômetro Sub-millimeter Wave Imager da missão Juice da ESA, que fará o levantamento das escassas atmosferas das luas galileanas de Júpiter e sua interação com a atmosfera e o campo magnético de Júpiter.
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