Avropa Kosmik Agentliyinin (ESA) Arktik Hava Peyki (AWS) 16 avqust 2024-cü ildə Yerdən 600 km hündürlükdə qütb orbitinə yola salındı. Gəmidə: Fraunhofer İnstitutundan dörd aşağı səs-küy gücləndiricisi (LNA) Frayburqda Tətbiqi Bərk Cisim Fizikası IAF üçün. Onlar AWS-nin Arktikada temperatur və rütubəti əvvəlkindən daha dəqiq ölçdüyü passiv mikrodalğalı radiometrin vacib komponentləridir. Bu, həm Arktikanın, həm də orada xüsusilə nəzərə çarpan iqlim dəyişikliyinin daha yaxşı başa düşülməsinə kömək etməlidir.

Missiya uğurlu olarsa, ESA qlobal miqyasda daha dəqiq və daha qısa müddətli hava proqnozları (indiki proqnozlar) və iqlim müşahidələrini təmin etmək üçün eyni kiçik peyklərdən ibarət qlobal bürcləri kosmosa buraxmağı planlaşdırır.

Texniki sistemlərdə LNA-ların vəzifəsi daxil olan siqnalların keyfiyyətini artırmaqdır. Adından da göründüyü kimi, onlar zəif siqnalları gücləndirməklə yanaşı, mümkün qədər az fon səs-küyünə səbəb olurlar ki, siqnallar daha asan aşkarlana və təhlil edilsin. Bu şəkildə LNA-lar sistemlərin həssaslığını artırır.

“Aşağı səs-küylü gücləndirici nə qədər güclü olarsa, sistem məlumatı bir o qədər dəqiq və etibarlı şəkildə toplaya bilər. Onlar peyk radiometrinə çatan mikrodalğalı radiasiya çox zəif olduğu üçün peyk əsaslı Yer müşahidəsində böyük rol oynayırlar” deyə izah edir. Fabian Thome, Fraunhofer IAF-da Yüksək Tezlik Elektronikası şöbəsinin müdir müavini.

“Bizim LNA-larımızla Arktika və onun qlobal iqlimə təsirləri ilə bağlı daha yaxşı araşdırmalara töhfə verdiyimiz böyük təsdiq və motivasiyadır.”

AWS radiometrinə 54, 89 və 170 GHz tezlik diapazonları üçün töhfə verən LNA-lar

AWS mikrodalğalı radiometri Yer səthindən yayılan təbii mikrodalğalı radiasiyanı götürən və onu dörd qidalandırıcıya və dörd qəbulediciyə ötürən fırlanan antenadan ibarətdir.

Antena və qəbuledicinin hər biri birlikdə 50-dən 325 GHz-ə qədər tezlik spektrini əhatə edən 19 kanaldan ibarət dörd qrupdan birinə aiddir : 50-dən 58 GHz-ə qədər tezlikli səkkiz kanal temperaturu ölçür, 89 GHz-də bir kanal buludları aşkar edir, digəri 165,5 GHz-də həm bulud, həm də rütubət, 176 və 182 GHz arasında olan beş kanal yalnız rütubətdən məsuldur, nəhayət, 325 GHz plus/minus 1,2-6,6 GHz-də olan dörd kanal rütubəti ölçür və buludları da aşkar edir.

Bu texniki avadanlıqla radiometr istənilən hava şəraitində yüksək ayırdetmə qabiliyyətinə malik şaquli rütubət və temperatur profilləri yaratmağa qadirdir.

Fraunhofer IAF dörd kanal qrupundan üçü üçün cəmi dörd LNA təmin etdi: 54 GHz ətrafında tezlik diapazonu üçün bir modul, daha geniş ümumi gücləndirmə üçün sıra ilə birləşdirilən 89 GHz üçün iki eyni modul və 170 üçün bir modul GHz diapazonu.

Tədqiqatçılar mürəkkəb yarımkeçirici indium qallium arsenidinə (InGaAs) əsaslanan sübut edilmiş texnologiyaları təkmilləşdirmişlər və monolit mikrodalğalı inteqral sxemlər (MMIC) üçün metamorfik yüksək elektron-hərəkətli tranzistorlar (mHEMTs) həyata keçirmişlər.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1726652850&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-09-noise-amplifiers-aboard-arctic-weather.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI4LjAuNjYxMy4xMzgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMjguMC42NjEzLjEzOCJdLFsiTm90O0E9QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEyOC4wLjY2MTMuMTM4Il1dLDBd&dt=1726652177677&bpp=1&bdt=130&idt=216&shv=r20240912&mjsv=m202409120101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Ddd084782a3980897%3AT%3D1725971170%3ART%3D1726652679%3AS%3DALNI_Ma1uv12HX_ctV-7loP2Dla_dLGslw&eo_id_str=ID%3D6cdee71e935b6dcb%3AT%3D1725971170%3ART%3D1726652679%3AS%3DAA-AfjZEH1DAbfRV50frmhACTroQ&prev_fmts=0x0%2C1903x911&nras=2&correlator=5230692079378&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=2646&biw=1903&bih=911&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759876%2C44759927%2C44759837%2C31086938%2C44798934%2C95332928%2C95341936%2C95342338%2C95340252%2C95340254&oid=2&pvsid=1240526663136810&tmod=1616694842&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2Fall%2Fpage3.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C911&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

MMIC-lər üçün InGaAs mHEMT texnologiyası

“Fraunhofer IAF peyk əsaslı radiometriya sistemləri üçün tranzistorlar və sxemlərin işlənib hazırlanmasında dünya lideridir. Bizim modullarımız bir çox performans sahələrində ən müasir vəziyyəti müəyyənləşdirir”, – Thome vurğulayır.

Bunu AWS radiometr modullarında da nümunəvi şəkildə görmək olar: Sınaqlarda 54 GHz ətrafında tezlik diapazonu üçün LNA 31 ilə 28 dB qazancla 1,0 ilə 1,2 dB səs-küy rəqəminə nail oldu və beləliklə, ən müasir vəziyyəti əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırdı. . 23-25 ​​dB (89 GHz) qazanmada 1,9-2,3 dB və 25-30 dB artımda 3,3-4,1 dB səs-küy göstəriciləri ilə digər AWS LNA-lar tam olaraq müasir texnologiyanın diapazonundadır .

Modulları inkişaf etdirərkən tədqiqatçılar OHB İsveç və ESA üçün radiometr sistemini quran İsveçin birbaşa müştərisi ACC Omnisys (AAC Clyde Space) ilə sıx əməkdaşlıq etdilər.

Fraunhofer IAF modulların hazırlanması və istehsalında bütün dəyər zənciri boyunca öz tədqiqat infrastrukturundan və işçilərinin təcrübəsindən istifadə edə bildi. Mikroelektronika, epitaksiya, texnologiya və dəqiq mexanika sahələrindən olan komandalar sıx əməkdaşlıq edərək dövrə dizaynından materialın böyüməsinə, emal və ölçüyə, o cümlədən proses texnologiyasına, ayırma, montaj texnologiyasından modulun qurulmasına və inteqrasiyasına qədər bütün əsas addımları yerinə yetirdilər. LNA modulları istifadəyə hazır idi.

Kosmosda istifadə üçün modulların ilkin kvalifikasiyası da qəbuledicilərin inteqrasiyası üçün aparat təhvil verilməzdən əvvəl institutda keçirilib.

AWS və EPS-Sterna: Daha dəqiq hava proqnozları, indi yayım və iqlim monitorinqi üçün yeni məkan

AWS-in missiyası Arktikada ilk dəfə olaraq daha dəqiq hava məlumatlarını toplamaqdan ibarətdir ki, bu da qütb regionu üçün qısamüddətli proqnozlara imkan verəcək, o cümlədən növbəti bir neçə saat üçün proqnozlara istinad edən indi yayımlama.

Arktika qlobal havaya güclü təsir göstərdiyindən, məlumatlar daha yaxşı qlobal hava proqnozlarına imkan verir. Bu, iqlimə də aiddir: iqlim dəyişikliyi Arktikada dünyanın digər regionlarına nisbətən daha sürətlə inkişaf edir. Eyni zamanda, Arktikadakı dəyişikliklər əks əlaqə təsirləri səbəbindən qlobal iqlimə təsir göstərir.

Uğurlu olarsa, eyni kiçik peyklərdən ibarət bütöv bir bürc AWS-ni izləyəcək: EUMETSAT Qütb Sistemi—Sterna (EPS-Sterna). Plan, qütb bölgələrindən uzunmüddətli hava məlumatlarını toplamaq üçün eyni anda üç fərqli orbitdə altı peykin olmasıdır.

Peyk dəsti üç dəfə yenilənəcək ki, missiya zamanı ümumilikdə 18 peykdən istifadə olunacaq. Əvəzedici olaraq iki peyk planlaşdırılır. Altı EPS-Sterna peykindən birincisi 2029-cu ildə buraxılmalıdır.

Bu layihə ilə ESA ilk dəfə Yeni Kosmos yanaşmasını həyata keçirir. New Space əhəmiyyətli dərəcədə az resursla mümkün olan ən qısa müddətdə həyata keçirilən layihələrlə xarakterizə olunur.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=2053027255&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1726652873&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-09-noise-amplifiers-aboard-arctic-weather.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI4LjAuNjYxMy4xMzgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMjguMC42NjEzLjEzOCJdLFsiTm90O0E9QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEyOC4wLjY2MTMuMTM4Il1dLDBd&dt=1726652177677&bpp=1&bdt=130&idt=218&shv=r20240912&mjsv=m202409120101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Ddd084782a3980897%3AT%3D1725971170%3ART%3D1726652679%3AS%3DALNI_Ma1uv12HX_ctV-7loP2Dla_dLGslw&eo_id_str=ID%3D6cdee71e935b6dcb%3AT%3D1725971170%3ART%3D1726652679%3AS%3DAA-AfjZEH1DAbfRV50frmhACTroQ&prev_fmts=0x0%2C1903x911%2C750x188%2C1005x124&nras=3&correlator=5230692079378&frm=20&pv=1&tl=az&rplot=4&u_tz=240&u_his=2&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=4991&biw=1903&bih=911&scr_x=0&scr_y=1388&eid=44759876%2C44759927%2C44759837%2C31086938%2C44798934%2C95332928%2C95341936%2C95342338%2C95340252%2C95340254&oid=2&psts=AOrYGsm8Lm1vTMPQO14GwHzBJ_DbwVdueUU0Wv399Xn2_Nwl4RMmXUx2rT_p8-NRuqwyNVVeYaZ_LLarZzlyfUX4_5JIWfB9Ef_5jK-O82fT2S7GVprYhg%2CAOrYGskZjv69UN4A77a2Uzza3yWZvQg2HdgDInvhYHDVgVb6jnBvB7tBzXQ8QmyT8d2HoxtOoI_e08Es5W6TGSTno1v8D4d3&pvsid=1240526663136810&tmod=1616694842&uas=3&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2Fall%2Fpage3.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C911&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=3&fsb=1&dtd=M

Ümumi kütləsi cəmi 150 kq olan AWS vəziyyətində, layihənin başlanğıcından raket buraxılışına qədər cəmi üç il keçdi, bu müddət ərzində əvvəlki layihələrlə müqayisədə xərclərin bir hissəsi çəkildi. Yeni Kosmosun əlavə üstünlükləri bürclərin daha yüksək dayanıqlılığıdır – şəbəkədəki peykin nasazlığı tez və ucuz şəkildə kompensasiya edilə bilər və ya əvəz edilə bilər – və lazım olduqda, böyük miqdarda enerji istehlak etmədən uzadılan və ya qısaldılan missiyaların çevikliyidir. resurslar.

24-26 sentyabr 2024-cü il tarixlərində Fraunhofer IAF bu ilki Avropa sərgisində AWS radiometrində quraşdırılmış LNA modullarının, eləcə də peyk rabitəsi, mobil rabitə və ya aşağı temperaturun ölçülməsi texnologiyasının tətbiqi sahələrindən olan digər yüksək tezlikli elektronikanın eksponatlarını təqdim edəcək. Parisdə Mikrodalğalı Həftə ( EuMW ) (stend: 202K).

Ətraflı məlumat:

• AWS-də ESA veb saytı
• Fraunhofer IAF-da elektron sxemlər
• EuMW 2024-də Fraunhofer IAF
• Nəşr Dr. Laurenz John: Arktika Hava Peyki üçün aşağı səs-küy gücləndiriciləri

Fraunhofer Tətbiqi Bərk Cisim Fizikası İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir