Het MAJIS/JUICE-project
De JUICE-ruimtesonde is ontwikkeld door het Europees Ruimtevaartagentschap (ESA) en industriële partners voor interplanetaire verkenning (ESA's Cosmic Vision-programma). JUICE zal het Joviaanse systeem (Jupiter en manen) bestuderen om meer te weten te komen over het zonnestelsel en de voorwaarden voor planeetvorming en het ontstaan van leven.
De spectrale beeldvormer MAJIS aan boord van JUICE is een van de belangrijkste instrumenten om deze onderzoeksthema's aan te pakken. MAJIS is ontwikkeld onder de wetenschappelijke verantwoordelijkheid van het Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS, Frankrijk). MAJIS heeft twee kanalen (VIS-NIR en IR) die het bereik van 0,5 µm tot 5,54 µm bestrijken en waarin zeer gevoelige apparatuur is geïntegreerd: de detectoren.
De karakterisering van een detector vóór de vlucht speelt een cruciale rol in het succes van een ruimtemissie. Het doel is om
- dit apparaat te kwalificeren in gesimuleerde ruimteomstandigheden en
- het radiometrisch te karakteriseren om te bepalen hoe het ruwe elektronische signaal kan worden omgezet in wetenschappelijke gegevens van hoge kwaliteit.
In 2020 kreeg het Belgian Radiometric Characterization Laboratory (B.RCLab), geïntegreerd in het BIRA, de verantwoordelijkheid om de vluchtmodeldetector van het VIS-NIR-kanaal radiometrisch te karakteriseren. In 2021 werd een campagne georganiseerd om dit werk op hoog niveau te herhalen voor de reservedetector. Het reservemodel moet het vluchtmodel vervangen in geval van problemen voor de lancering.
De VIS-NIR-faciliteit voor de detectorkarakterisering
De NIR-detectoren werken nominaal onder vacuüm, bij cryogene temperaturen. Voor een volledige karakterisering in een strikt gecontroleerde omgeving biedt onze faciliteit een vacuümkamer gekoppeld aan een cryostaat (temperaturen van 95 K tot 160 K).
De MAJIS-detector, geïntegreerd in een beschermende houder, werd blootgesteld aan een goed gekalibreerde lichtstroom met behulp van radiometrische apparatuur (lichtbron, dubbele monochromator, bol van Ulbricht, gekalibreerde fotodiodes, enz.) Betrouwbare software en beveiligingssystemen controleerden de automatisering van de testbank en de integriteit van de detector.
De SM-detectorcampagne
De volgende intrinsieke eigenschappen van de MAJIS VIS-NIR SM-detector (in het donker en onder belichting) werden gekarakteriseerd:
- uniformiteit van de respons tussen pixels,
- lineariteit,
- kwantumefficiëntie,
- verzadigingsniveau
- verschillende eigenschappen van de elektronica.
De foto's illustreren de bediening van de detector tijdens de SM-campagne.
De volledige analyse van de prestaties van de SM-detector, inclusief gegevensverwerking en publicatie van de resultaten, was de verantwoordelijkheid van het B.RCLab.
Deze meetcampagne stelde het team in staat om gecertificeerde ervaring op te doen voor de karakterisering van matrixdetectoren. Dit is een toegevoegde waarde voor toekomstige bijdragen aan andere ruimteprojecten.
Referentie
Pereira, N.; Cisneros-Gonzaléz, M.; Bolsée, D.; Van Laeken, L.; Vandaele, A. C.; Gissot, S.; Langevin, Y.; Haffoud, P.; Poulet, F.; MAJIS VIS-NIR channel: performances of the spare model focal plane unit, Proceedings of SPIE Vol 12180, 121803l-1, 2022. https://doi.org/10.1117/12.2642675
