La instalación de prueba de radiofrecuencia más nueva de la ESA permite la medición directa de sistemas de antenas en las condiciones de vacío y extremos térmicos en los que trabajarán. incluido el frío del espacio profundo. Pronto se pondrá a trabajar probando el radiómetro de la misión Juice, destinado a sondear las delgadas atmósferas de las lunas más grandes de Júpiter.

La instalación recientemente terminada se llama Cámara de Terahercios de campo cercano a baja temperatura, o Lorentz. Con sede en ESTEC en los Países Bajos, Puede probar sistemas de RF de alta frecuencia, como antenas independientes y radiómetros completos, entre 50 y 1250 Gigahercios en vacío de calidad espacial durante varios días. en temperatura desde solo 90 grados por encima del cero absoluto hasta 120 ° C.

"No hay nada como esto en el mundo, ", dice el ingeniero de antenas de la ESA Luis Rolo." Permite una capacidad completamente nueva en las pruebas de antenas de RF.

"La razón por la que lo necesitamos es porque las variables de RF clave, como la distancia focal y la alineación de precisión, están influenciadas por los materiales que se encogen con el frío o se hinchan con el calor. En consecuencia, las pruebas de temperatura ambiente estándar no son representativas en tales condiciones; a todos los efectos, casi se convierten en instrumentos diferentes. Esto se hizo evidente ya en la misión Planck de 2009, que operó a temperaturas criogénicas para recoger rastros de microondas del Big Bang ".

Paul Moseley, ingeniero de antenas de la ESA, añade:"Pero si bien la necesidad de una instalación de este tipo es clara, diseño, la construcción y el acabado de Lorentz ha resultado ser un gran desafío. Esto se debe a que mientras un lado de la cámara alcanza temperaturas muy altas o bajas, el otro lado debe permanecer a temperatura ambiente. El escáner que adquiere la potencia de la señal de RF y los patrones de campo deben mantenerse en condiciones ambientales estables para garantizar la confiabilidad, datos comparables ".

Hacer posible Lorentz significó tomar prestadas técnicas de diseño de la radioastronomía criogénica, junto con el asesoramiento detallado de los expertos térmicos y mecánicos de la ESA:

"Este es un proyecto multidisciplinario, con tantos elementos nuevos para nosotros, como ingenieros de antenas, "agrega Luis" A lo largo de las fases de instalación y puesta en servicio tuvimos un apoyo notable de personas que han estado trabajando con cámaras criogénicas y sistemas mecánicos complejos durante muchos años, como los equipos de vacío térmico de la ESA y European Test Services y, por supuesto, el taller electromecánico de ESTEC. Su apoyo fue muy valioso y muy apreciado ".

La instalación se basa en una cámara de vacío de acero inoxidable de 2,8 m de diámetro. Operar en vacío significó que los familiares revestimientos de paredes de espuma puntiagudos que generalmente se usan para amortiguar las señales reflejadas en las cámaras de prueba de RF tuvieron que ser reemplazados debido al riesgo de 'desgasificación' de los contaminantes. En cambio, el epoxi de carbono negro que incorpora granos de carburo de silicio absorbe y dispersa las señales.

El nitrógeno líquido se puede bombear al revestimiento interior de la cámara de vacío para enfriarlo, o alternativamente nitrógeno gaseoso para elevar la temperatura, típicamente apuntando a una 'meseta' estable para propósitos de prueba.

El elemento de prueba en sí se puede rotar durante la prueba mientras el escáner, su posición controlable hasta unas milésimas de milímetro, registra su señal desde el otro lado de la barrera térmica de la cámara. Mantenido aislado por aislamiento multicapa y un espacio de aire, esta barrera térmica es capaz de moverse para permitir que el escáner móvil se asome, logrando un campo de visión de 70x70 cm.

La cámara de Lorentz llegó a ESTEC el pasado mes de septiembre. Siguieron meses de trabajo para integrar, probar y finalizar la instalación. Ya se han realizado campañas de prueba, alcanzando el rendimiento esperado.

En mayo, Lorentz evaluará su primer artículo de vuelo:el radiómetro de imágenes de ondas submilimétricas de la misión Juice de la ESA. que examinará las escasas atmósferas de las lunas galileanas de Júpiter y su interacción con la atmósfera y el campo magnético jovianos.