A mais recente instalação de teste de radiofrequência da ESA permite a medição direta de sistemas de antena nas próprias condições de vácuo e extremos térmicos em que irão trabalhar, incluindo o frio do espaço profundo. Em breve, ele será colocado para trabalhar testando o radiômetro da missão Juice - destinado a sondar as finas atmosferas das maiores luas de Júpiter.

A instalação recém-concluída é chamada de Câmara Terahertz de Campo Próximo de Baixa Temperatura, ou Lorentz. Com sede em ESTEC na Holanda, ele pode testar sistemas de RF de alta frequência, como antenas independentes e radiômetros completos entre 50 e 1250 Gigahertz no vácuo de qualidade espacial por vários dias a fio, na temperatura de apenas 90 graus acima do zero absoluto até 120 ° C.

"Não há nada igual 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 do Planck de 2009, que operou em temperaturas criogênicas para detectar vestígios de microondas do Big Bang. "

O engenheiro de antenas da ESA Paul Moseley acrescenta:"Mas embora a necessidade de tal instalação seja clara, projetando, construção e acabamento de Lorentz provou ser extremamente desafiador. Isso ocorre porque enquanto um lado da câmara atinge temperaturas muito altas ou baixas, o outro lado deve permanecer à 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 a confiabilidade, dados comparáveis ​​cruzados. "

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 novos elementos para nós, como engenheiros de antenas, "acrescenta Luis" Ao longo das fases de instalação e comissionamento, tivemos um apoio notável de pessoas que trabalharam com crio-câmaras e sistemas mecânicos complexos 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 alternadamente 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. Mantido isolado por isolamento multicamadas e 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 seguidos 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 voo:o radiômetro Sub-millimeter Wave Imager da missão Juice da ESA, que pesquisará as escassas atmosferas das luas galileanas de Júpiter e sua interação com a atmosfera e o campo magnético de Júpiter.