14 kwietnia 2023 o godz. 14:14 CEST (czasu œrodkowoeuropejskiego) z Przylšdka Korou w Gujanie Francuskiej w przestrzeń kosmicznš wystrzelona została europejska sonda JUICE.

Celem naukowym misji jest badanie œrodkowej atmosfery Jowisza, a także atmosfery i egzosfery księżyców planety: Ganimedes, Europa i Kallisto. SWI będzie miało udział w badaniach systemu Jowisza ze szczególnym uwzględnieniem chemii, meteorologii i struktury œrodkowej atmosfery Jowisza i złożonych procesów atmosferycznych, scharakteryzowania regolitu, lodowej warstwy powierzchniowej, atmosfery i egzosfery księżyców Jowisza. Będzie możliwe również badanie Ganimedesa jako obiektu planetarnego i możliwego siedliska, a także studiowanie i badanie młodej skorupy lodowej Europy w niedawno utworzonych strefach aktywnych.

SWI (Sub-millimeter Wave Instrument) jest jednym z instrumentów naukowych przeznaczonych do pracy na europejskim satelicie JUICE (JUpiter ICy moons Experiment). Jest to heterodynowy spektrometr majšcy 30 cm antenę i pracujšcy w dwóch pasmach spektralnych 1080-1275 GHz oraz 530-601 GHz z rozdzielczoœciš bliskš ~10⁷.

SWI zostało zbudowane przez międzynarodowe konsorcjum kierowane przez Prof. Paul Hartogh z Max Planck Institute for Solar System Research w Getyndze w Niemczech.

Polska strona z CBK uczestniczyła w programie technicznym i naukowym eksperymentu. W zakresie technicznym byliœmyy odpowiedzialni za: komputer pokładowy i sterowanie instrumentem (DPU), zasilacz dla instrumentu oraz testy tych modułów wraz z analizami termicznymi i strukturalnymi. W częœci naukowej współuczestniczymy w realizacji programu naukowego eksperymentu w zakresie obserwacji atmosfer i ich dynamiki. W ramach projektu realizowane były kolejno: faza A/B1 w pierwszym etapie, faza B2/C/D oraz faza E.

W 2015 roku projekt znajdował się w fazie A/B1. Przedmiotem tego pierwszego etapu było wykonanie Development Model i Bread Board modeli poszczególnych podsystemów instrumentu. Po testach gotowych modeli zostanie przeprowadzony PDR. W ramach kolejnych etapów będš budowane modele STM, EQM (faza C), FM oraz niektóre moduły do modelu SFM (faza D). We wszystkich tych etapach planowany jest nasz udział w integracje całego instrumentu, jego testach i kalibracji.

W 2016 roku wykonano projekt i analizę prototypu bloku DPU oraz PSU. Model DM DPU został przekazany do MPS w Getyndze do dalszych testów systemu. Wykonano płytki BIAS oraz DC/DC bloku PSU, złożono je i przetestowano, a następnie przekazano do MPS.

W 2017 roku główne prace nad DPU były zwišzane z wykonaniem projektu i produkcji modelu DPU pre-EM (na zdjęciu obok). Prace nad zasilaczem były zwišzane z projektowaniem, produkcjš i testowaniem modeli PSU DCDC i HKSW DM, a następnie zebraniem zaktualizowanych wymagań zasilania dla PSU-EM (model inżynieryjny) i PSU-FM (model lotny).

Układy PSU DCDC i HKSW DM zostały zaprojektowane, wyprodukowane i przetestowane. Następnie w sierpniu płytki zostały dostarczone do MPS w celu dalszej integracji i pomiarów z innymi podsystemami SWI. W międzyczasie zebrano zaktualizowanš specyfikację zasilacza i rozpoczęto prace nad modelami pre-EM zasilacza. Prace zwišzane z radiatorem SWI przeprowadzono w Laboratorium Mikromechaniki i Fotoniki w CBK. SWI wymaga indywidualnej jednostki radiatora do chłodzenia mieszaczy heterodynowych do zakresu ~130K, w celu utrzymania szumów na niskim poziomie. Ostatnie działania zwišzane z Radiatorem obejmowały projekt mechaniczny Radiatora, w tym mechanicznš analizę elementów skończonych oraz analizę termicznš. Wszystkie prace zwišzane z radiatorem wykonane przez CBK musiały zostać zaakceptowane przez MPS i ESA przed rozpoczęciem produkcji i zakupem niezbędnych elementów do STM

W 2018 roku zarówno DPU, jak i PSU pre-EM zostały przetestowane i dostarczone do MPS w Getyndze do dalszych testów systemu. Wykonano płytki BIAS oraz DC/DC bloku PSU (po prawej stronie), złożono je i przetestowano, a następnie przekazano do MPS. DPU i zasilacz EM1 zostały póŸniej zintegrowane z podsystemami EM1 i pomyœlnie dostarczone do ESA. Równolegle, został wyprodukowany DPU EM2.

W 2019 roku większoœć czasu poœwięcona była na produkcję i testowanie modeli DPU EM2 (na zdjęciu po lewej) i PSU EM2 oraz aktualizację projektu FM. Wykonane zostały dodatkowo dwa modele EM2 i dostarczone do PI w celu dalszej integracji z innymi podsystemami SWI. Został też wykonany model pomocniczej jednostki DPU (tzw. AX), który był wykorzystany do testów funkcjonalnych Boot SW i FPGA przed zaprogramowaniem PROM i FPGA.

W 2020 roku działania były skoncentrowane na produkcji i testowaniu modelu lotnego SWI. Pomimo wyzwań zwišzanych z sytuacjš Covid-19, modele lotne DPU, jak i PSU zostały ukończone. Po udanej kampanii testowej model lotny DPU został dostarczony do PI w celu dalszej integracji z innymi podsystemami SWI.

Instrument do pomiaru fal submilimetrowych SWI jest jednym z największych spoœród 11 instrumentów znajdujšcych się na pokładzie JUICE. Jest to pasywny, heterodynowy spektrometr mikrofalowy czuły na promieniowanie w pasmach częstotliwoœci pasmach 530-625 i 1080-1275 GHz. Promieniowanie jest odbierane przez quasi-optyczny teleskop pozaosiowy o aperturze 30 cm, zapewniajšcy rozdzielczoœć przestrzennš 2 mrad (FWHM) przy 600 GHz. Teleskop jest wyposażony w dwuosiowy mechanizm umożliwiajšcy skanowanie wokół kierunku nadiru w zakresie ą76° wzdłuż płaszczyzny orbity statku kosmicznego i ą4,3° prostopadle do płaszczyzny. Dwa niezależne odbiorniki z podwójnš wstęgš bocznš zapewniajš jednoczesnš obserwację dwóch częstotliwoœci w zakresie 530-600 GHz. częstotliwoœci w zakresie 530-625 GHz pasma podstawowego. Każdy odbiornik jest podłšczony do własnego spektrometru o wysokiej rozdzielczoœci, zapewniajšcego całkowitš szerokoœć pasma wynoszšcš 1 GHz przy rozdzielczoœci 100 kHz (10 000 jednakowo odległych kanałów).

Od 14 kwietnia 2023 instrument SWI razem z całym kompleksem misji JUICE zmierza w kierunku Jowisza.