Bloggen

Patrik Dimming: ”De extrema temperaturskillnaderna har varit den största utmaningen”

Svenska forskare har inte bara tillverkat två instrument till rymdsonden Juice. Sverigebaserade företag har även designat och tillverkat flera centrala komponenter till Juice. Vi har pratat med Patrik Dimming på företaget Beyond Gravity Göteborg för att få veta mer om de svenska bidragen till Europas största rymdäventyr.
Antennmätstreckan på Beyond Gravity i Göteborg.
Beyond Gravity
Antennmätstreckan på Beyond Gravity i Göteborg.
´
Publicerad
2023-04-12
Dela artikel:

Beyond Gravity är ett internationellt företag med verksamhet i sex länder, som tillverkar produkter för bland annat satelliter och bärraketer. I Sverige är de verksamma i Göteborg och Linköping, och de båda svenska kontoren har varit involverade i produktionen av Juice.

Patrik Dimming jobbar som mekanisk ingenjör på Beyond Gravity i Göteborg, där de designar och tillverkar bland annat datorer, antenner och mikrovågsutrustningar. Som mekanisk ingenjör jobbar Patrik Dimming med alla dessa områden, och för Juice har han utvecklat antenner.

Juice har fyra antenner; en high gain-antenn, en medium gain-antenn och två low gain-antenner. Varför så många?

Syftet med low gain-antennerna är att få en bred täckning. Det innebär att den skjuter brett, vilket gör det lättare att få kontakt med antennen. De två större antennerna sänder mer precist och ger en starkare signal, vilket underlättar när man ska överföra stora datamängder.

Vi har designat och byggt två så kallade low gain-antenner till Juice, som sitter på vardera sida av sonden. Low gain-antennerna blir särskilt viktigt i början av resan, när sonden är på väg till sin destination. Det kan då vara svårt att veta precis hur Juice är positionerad i förhållande till jorden. Då används de två low gain-antennerna för att hitta sonden, och för att positionera den rätt så att de två andra antennerna kan ta över.

Juice i den stora rymdsimulatorn på ESTEC. Low gain-antennen som skapats av Beyond Gravity i Göteborg sitter mellan de två större antennerna, på vardera sida av satelliten.
ESA

Juice i den stora rymdsimulatorn på ESTEC. Low gain-antennen som skapats av Beyond Gravity i Göteborg sitter mellan de två större antennerna, på vardera sida av satelliten.

Hur lång tid tar det att bygga en rymdantenn?

Väldigt olika beroende vilken typ av antenn vi ska utveckla och tillverka. Projektet med low gain-antennerna till Juice höll på i lite mer än ett år. Vi påbörjade arbetet år 2018 och levererade antennerna redan i mitten av 2019, så ESA har haft dem i några år nu. Det har varit viktigt att hålla tidsramen eftersom Juice har ett uppsändningsfönster för att hamna på rätt bana mot Jupiter. En försening på något projekt hade riskerat att Juice missar sin lucka.

Vilka är de största utmaningarna med att bygga rymdantenner?

För Juice har de extrema temperaturskillnaderna på resan varit den största utmaningen när vi designat antennerna. När Juice passerar Venus på vägen till Jupiter blir sonden varm, och sen väl på plats i Jupitersystemet blir den istället väldigt kall.

Den antenn som vi har designat är gjord av aluminium, och för att den ska klara av den termiska miljön har den ett solskydd som isolerar antennen och tar den största smällen från solen.

Low gain-antennen. Till vänster med solskyddet, till höger utan.
Beyond Gravity

Low gain-antennen. Till vänster med solskyddet, till höger utan.

Hur kan man vara säker på att antennerna fungerar?

Om vi pratar termiskt får vi en kravspecifikation för en komponent med ett antal olika driftsfall som antennen kommer att utsättas för, beroende på vart sonden befinner sig. Vi analyserar detta och räknar sedan ut vilket som blir det tuffaste fallet för antennen att överleva. När vi sedan testar antennen utgår vi från uträkningarna och lägger till ytterligare marginaler för att säkerställa att antennen klarar resan.

I övrigt gör vi olika tester för att se att antennen håller. Vi har vibrerat den för att simulera uppsändningen, samt utsatt den för extrema temperaturer och även vakuum. Det är alltid nervöst att testa, jag brukar faktiskt ta en promenad då istället, för att lugna nerverna.

Vi mäter antenn-diagrammet i en antenn-mätsträcka före och efter alla miljötester för att se att ingenting ändras i hur antennen sänder.

Hur har det varit att jobba med antennerna?

Det har varit ett roligt projekt att jobba på. Vi är ganska få i ett sådant här projekt, vilket innebär att vi gör många olika saker själva men också att vi har tät kommunikation med beställaren. I början av ett projekt har man kanske inte koll på exakt vilka behoven är, vissa delar kommer fram i efterhand. Men det gör också att man känner sig delaktig.

Vi har designat antennerna här i Göteborg. Antennens ingående detaljer har tillverkats av mekaniska verkstäder i Västsverige, för att sedan monteras och testas av oss här i Göteborg. Man har verkligen fått vara med hela vägen, och det blir ju extra kul när man vet vad komponenten ska användas till. När jag närmar mig pensionsålder kommer Juice precis ha kommit fram, och då kan jag få börja se resultaten av mitt arbete.

Ni har även bidragit med andra delar till sonden, kan du berätta mer om dessa?

Vi på Beyond Gravity i Göteborg har också utvecklat, byggt och testat den dator som styr Juice. Den ska arrangera alla tio instrument på Juice, samtidigt som den ska sköta styrning samt lagra och skicka data. Den tar också emot kommandon från jorden och utför dem, både för instrument och motorer. Den har definitivt varit en utmaning att bygga.

Datorn måste tåla den höga strålningen runt Jupiter, men vårt team som har utvecklat den har även behövt ha noggrann koll på alla magnetiska material för att se till att datorn inte stör de vetenskapliga instrumenten.

Våra kollegor på Beyond Gravity i Linköping har också byggt Juices separationssystem. Det är en adapterring som sitter mellan satelliten och raketen, som separerar de två när det är dags. Tricket är att få i väg sonden lugnt och fint, vid exakt rätt tillfälle och i rätt hastighet för att Juice ska hamna på rätt bana till Jupiter.

Datahanteringssystemet (vänster) och separationssystemet (höger).
Beyond Gravity

Datahanteringssystemet (vänster) och separationssystemet (höger).

Beyond Gravity är ett internationellt företag med verksamhet i sex länder, som tillverkar produkter för bland annat satelliter och bärraketer. I Sverige är de verksamma i Göteborg och Linköping, och de båda svenska kontoren har varit involverade i produktionen av Juice.