STIX

logo STIX

Spektrometr promieniowania X STIX (X-ray Spectrometer/Telescope) jest jednym z instrumentów naukowych, które znajdą się w kosmicznym obserwatorium Słońca SOLAR ORBITER. Budowany jest przez międzynarodowe konsorcjum kierowane przez prof. Samuela Krucker z FHNW (University of Applied Sciences and Arts Northwestern Switzerland) ze Szwajcarii.

[dot]W skład międzynarodowego zespołu pracującego nad przyrządem wchodzą naukowcy i inżynierowie z wielu instytutów m.in. w Szwajcarii, Niemiec, USA, Polski, Czech i Francji. Co-I STIX z naszego laboratorium jest Konrad Skup. Dr Piotr Orleański pełni funkcję System Engineer dla całego instrumentu STIX.

[dot]W CBK powstał Instrument Data Processing Unit, aparatura kontrolno-sterująca EGSE oraz analiza termiczna przyrządu STIX.

IDPU FS[dot]W 2018 roku w naszym laboratorium zakończyły się prace związane z modelem zapasowym IDPU, jego integracją z PSU, zamknięciem w bloku IDPU Box FS oraz przekazaniem go do Szwajcarii. Tam został połączony z blokiem Detector Box FS, a następnie po testach funkcjonalnych zintegrowany z całym instrumentem STIX.

[dot]Prace naukowe związane z działaniem instrumentu STIX i przygotowaniem programu naukowego misji prowadzone są w Zakładzie Fizyki Słońca CBK we Wrocławiu.

[dot]Start satelity Solar Orbiter, za pomocą systemu EELV opracowanego przez NASA, ewentualnie z Ariane V jako rakietą zastępczą, przewidziany jest obecnie na luty 2020.

IDPU FM Stack[dot]Główne prace fazy C/D w 2017 prowadzone w naszym laboratorium koncentrowały się na ukończeniu modelu lotnego IDPU oraz jego integracji z modułem zasilania PSU w bloku IDPU Box. Zamknięty blok IDPU Box FM został przekazany do PI w Szwajcarii, a następnie zintegrowany z całym instrumentem STIX.

[dot]Na początku roku inżynierowie z CBK przeprowadzali testy funkcjonalne w Matrze w celu sprawdzenia poprawności zamontowania wybranych podsystemów. Następnie IDPU wróciło do Warszawy i ostateczna wersja lotnego oprogramowania, tzw. Boot SW, została zapisana do pamięci IDPU EEPROM. W CBK przygotowano specjalne stanowisko testowe, gdzie urządzenie poddane zostało testom środowiskowym. W tym samym czasie do CBK został dostarczony moduł PSU FM, który po osobnych testach, został zintegrowany z IDPU FM i oba moduły razem zamontowane we wspólnej strukturze mechanicznej IDPU Box FM.

integrated DEM Box FM[dot]W drugiej połowie 2017 IDPU Box FM po końcowych testach w CBK został przekazany do Szwajcarii w celu zintegrowania z Detectorem Box FM tworząc strukturę zwaną DEM Box FM. Następnie po testach funkcjonalnych i środowiskowych, DEM został połaczony z blokiem Imager zawierającym System Aspect (zdjęcie z prawej strony), tworząc pełny instrument STIX. Cały system został przekazany do ESA w celu zamontowania na satelicie Solar Orbiter. Obecnie w Stevenage w Anglii w halach testowych Airbusa trwa kampania integracyjna satelity wraz ze spektrometrem STIX oraz pozostałymi instrumentami.

[dot]Oprócz prac związanych bezpośrednio z IDPU, w laboratorium zakończono w 2017 przygotowanie modelu lotnego oraz zapasowego systemu STIX Aspect. Po finalnych testach Aspect System FM został przekazany do PI razem z IDPU Box FM.

IDPU_fm
zintegrowany IDPU FM
IDPU_fm_in_Box
IDPU FM
STIX_Aspect_FM
STIX Aspect System FM
2017/CBKtest_setup
CBK test setup

IDPU AX Board[dot]W 2016 roku trwały prace nad etapem C/D projektu. Główna aktywność obejmowała zakończenie prac związanych z modelem lotnym IDPU: opracowanie schematów, ukończenie płytek PCB oraz jądra FPGA. Został przygotowany dodatkowy model IDPU AX oraz środowisko do przeprowadzania automatycznyvh testów. Wykorzystany zestaw testowy potwierdził słuszność zastosowanych w IDPU rozwiązań. Rozpoczęto produkcję lotnych płytek IDPU PCB oraz montaż całego instrumentu IDPU.

IDPU RTAX FPGA Programming[dot]Równolegle do prowadzonego projektowania schematów elektrycznych, w 2016 trwały prace nad sprawdzaniem układu FPGA i jego testowanie. Zostało przeprowadzonych kilka symulacji i testów w układzie AX, które umożliwiły wyeleminowanie zidentyfikowanych błędów. Efektem końcowym prowadzonych działań było zaprogramowanie dwóch układów lotnych IDPU RTAX FPGA oraz ich zamontowanie w instrumencie. Dodatkowe prace były prowadzone nad implementacją oraz testowaniem oprogramowania Basic Software. Oprogramowanie to zostało pomyślnie sprawdzone podczas pracy z ostatnią wersją jądra FPGA i formalnie zatwierdzone.

Flight model of  STIX Aspect System IEM[dot]Oprócz zadań związanych z przygotowaniem IDPU, zespół inżynierów CBK skończył prace nad projektowaniem systemu STIX Aspect. Zostały opracowane modele lotne tego systemu wraz z okablowaniem i czujnikami temperatury.

[dot]W 2015 roku w naszym laboratorium kontynuowano prace nad IDPU. Model inżynieryjny IDPU EM razem z zasilaczem Power Supply Unit oraz obudową mechaniczną został w maju 2015 dostarczony do Szwajcarii i zintegrowany z tzw. modelem DetBox. W modelu IDPU EM zaimplementowano oprogramowanie przygotowane w CBK (Basic Software) oraz w firmie Evolved Systems ESC z Czech (Application Software).

[dot]Dodatkowy model tzw. IDPU SW został opracowany w CBK i przekazany kolegom w Czechach, by wspomóc ich w przygotowaniu całościowego oprogramowania lotnego. IDPU FSW został zintegrowany z modułem zasilacza oraz dostarczony do ESC.

[dot]Rozpoczęto prace związane z przygotowaniem modelu lotnego IDPU: schematy elektryczne oraz programowalny układ FPGA zostały zmodyfikowane w celu eliminacji problemów znalezionych podczas integracji modelu EM. Schematy płytek PCB zostały zaktualizowane i zakończono projektowanie struktury mechanicznej uwzględniającej wstawienie nowego modułu zasilania oraz posiadającej punkty mocowania dla mechanicznego systemu GSE.

[dot]W 2014 roku w naszym laboratorium prowadzono prace nad blokiem IDPU na poziomie softwaru, hardwaru oraz testów AITV. Przygotowano kilka prototypów bloku IDPU, które zostały przekazane do Czechów i Szwajcarii. Dwa dodatkowe modele zostały wykonane do prac prowadzonych w CBK. Skończony blok IDPU EM został zintegrowany z blokiem zasilania PSU EM, opracowanym przez Czechów, oraz zamocowany w strukturze mechanicznej. Prace nad oprogramowaniem prowadzone są przez CBK PAN (Basic SW) oraz Evolved System z Czech (Application SW).

IDPU breadboard [dot]Przez cały 2013 rok trwały prace m.in. nad przygotowaniem oprogramowania "basic" dla IDPU. W lipcu przekazano model IDPU z pierwszą wersją softwaru BSW do Czechów w ESC.

[dot]Model EM IDPU został wytworzony w 5 egzemplarzach (jeden przeznaczony do dalszych prac nad rozwojem softwaru przez ESC, jeden dla testów PSU w CSRC, kolejny dla testów detektorów w AoT oraz dwa egzemplarze są wykorzystywane do dalszych prac inżynierskich prowadzonych w CBK). W oparciu o ten model został zweryfikowany projekt elektryczny, projekt płytek PCB oraz kod VHDL bloku. Project mechaniczny i termiczny został sprawdzony za pomocą modelu STM instrumentu IDPU.

[dot]Opracowano modele ESATAN (model numeryczny pełny a także uproszczony) całego instrumentu STIX i zostały one przekazane do ESA.

[dot]W naszym laboratorium powstał również wstępny projekt elektronicznego systemu Aspect. Pierwsze testy weryfikacyjne systemu przeprowadzone w układzie laboratoryjnym wypadły pomyślnie.

[dot]Zakończone zostały prace nad modelem DEM STM. Model ten widoczny jest na zdjęciach poniżej: po lewej stronie egzemplarz wykonany w CBK, który został przekazany Szwajcarom do integracji; na zdjęciu po prawej - ten sam model zintegrowany z systemem detektorów.

DEM STM DEM STM with detect

[dot]W dniach 18-19 kwietnia 2013 w CBK miała miejsce konferencja "STIX team meeting", na której przedstawiony został aktualny stan prac budowanego instrumentu, dokonano końcowych modyfikacji i szczegółowych uzgodnień dotyczących wybranych interfejsów oraz podsystemów. Obecnych było 50 uczestników z 16 ośrodków europejskich, wśród nich przedstawiciel ESA.

Sam Krucker Nick Arnold STIX team Irenka

[dot]W 2012 w ramach prac nad IDPU powstały różne modele/breadboard tego podsystemu, które były następnie testowane z prototypami detektorów. Prace przy modelu EM IDPU/STIX osiągnęły duży stopień zaawansowania. Zostały uzgodnione wszystkie elektryczne i mechaniczne interfejsy IDPU. Zaproponowano mechaniczną strukturę obudowy, w której znajdzie się IDPU oraz blok zasilający PSU.

[dot]Oprogramowanie lotne dla przyrządu STIX powstaje we współpracy CBK z czeską firmą Evolved Systems (ESC). Oprogramowanie to składa się z trzech pakietów: basic, start-up i aplikacyjne. Pakiet Basic powstaje u nas, dwa pozostałe pakiety w Czechach. Uzgodniono już wymagania i specyfikacje dla całego oprogramowania lotnego. W czerwcu 2012 przeprowadzono wewnętrzny audyt dla pakietu BSW, zakończony został też przegląd PDR (Preliminary Design Review) instrumentu STIX.

STIX

[dot]W 2011 roku zakończono fazę B w projekcie STIX/Solar Orbiter. Pierwsze prototypy węzłowych fragmentów urządzenia zostały zbudowane i przetestowane. Opracowano kompletną dokumentację dla STIX IDPR.

uaktualniono 15 grudnia 2018