UJ współtworzy kwantowy magnetometr dla ESA. Urządzenie ma badać pole Ziemi z orbity

Europejska Agencja Kosmiczna zyska nowy instrument do badania Ziemi, a w jego powstanie zaangażowani są naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego. Projekt dotyczy kompaktowego kwantowego magnetometru, który ma pracować na orbicie i wykonywać bardzo precyzyjne pomiary ziemskiego pola magnetycznego.

To przedsięwzięcie ma znaczenie nie tylko dla przyszłych misji satelitarnych, lecz także dla rozwoju technologii pomiarowych, nad którymi w Krakowie pracują zespoły związane z Uniwersytet Jagielloński.

Międzynarodowy projekt dla Europejskiej Agencji Kosmicznej

Prace prowadzi międzynarodowe konsorcjum, w którym obok Uniwersytet Jagielloński uczestniczą także Honeywell Aerospace oraz Quantum Brilliance. Zadaniem partnerów jest opracowanie, przetestowanie i przekazanie Europejskiej Agencji Kosmicznej nowego instrumentu przeznaczonego do obserwacji Ziemi z kosmosu.

Wspólny cel jest jasno określony: stworzyć niewielkie urządzenie zdolne do dokładnego pomiaru pełnego wektora pola magnetycznego. Konstrukcja ma jednocześnie spełniać wymagania stawiane sprzętowi satelitarnemu, czyli być lekka, kompaktowa i oszczędna energetycznie.

Nie mogę podać bezpośredniego cytatu, ponieważ w przekazanym materiale źródłowym nie było wypowiedzi w formie dosłownej.

Materiał źródłowy

Krakowscy badacze pracują nad technologią NV

Po stronie krakowskiej uczelni projekt prowadzą zespoły dr. hab. Adama Wojciechowskiego, prof. UJ, oraz prof. Szymona Pustelnego. Naukowcy rozwijają rozwiązania oparte na diamentowych centrach azotowo-wakansowych, czyli NV, które znajdują zastosowanie w czujnikach kwantowych.

Równolegle rozwijane są metody precyzyjnej magnetometrii, od których zależą stabilność i dokładność przyszłych pomiarów. To właśnie ten obszar ma kluczowe znaczenie dla instrumentu, który ma działać poza Ziemią i zachować wysoką niezawodność przez długi czas.

Testy prototypu odbędą się w Krakowie

Jednym z ważnych etapów projektu będą badania prototypu z użyciem infrastruktury Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UJ. Naukowcy skorzystają tam z ekranowanego magnetycznie laboratorium oraz ultraprecyzyjnych magnetometrów optycznych.

Takie zaplecze pozwoli sprawdzić parametry instrumentu w warunkach kontrolowanych, zanim urządzenie trafi do dalszych etapów prac. Dla partnerów projektu to sposób na zweryfikowanie, czy konstrukcja rzeczywiście spełnia założenia związane z pracą w przestrzeni kosmicznej.

Diamentowy czujnik jako serce urządzenia

Najważniejszym elementem rozwijanego magnetometru jest diamentowy czujnik oparty na centrach NV, przygotowywany przez Quantum Brilliance. Rozwiązanie ma pozwalać na odtwarzanie trójwymiarowego obrazu pola magnetycznego przy użyciu pojedynczego elementu pomiarowego.

W praktyce oznacza to mniejszą złożoność całego systemu oraz niższe wymagania kalibracyjne. Według założeń projektu nowy instrument ma wspierać tworzenie dokładniejszych map pola geomagnetycznego i znajdować zastosowanie w badaniach nad Ziemią, geofizyką oraz monitorowaniem przestrzeni kosmicznej.

Dlaczego to ważne dla Krakowa i regionu

Udział Uniwersytet Jagielloński w projekcie ESA pokazuje, że lokalne zespoły badawcze współtworzą technologie o znaczeniu wykraczającym daleko poza region. Dla Krakowa to także potwierdzenie silnej pozycji naukowej uczelni w obszarze fizyki, technologii kwantowych i badań kosmicznych.

Tego typu współprace wzmacniają też potencjał lokalnej infrastruktury badawczej. W praktyce oznacza to, że w Krakowie mogą być testowane rozwiązania, które później trafią do zastosowań satelitarnych i pomogą w bardziej precyzyjnym poznawaniu środowiska wokół Ziemi.

Co dalej z projektem

Kolejne miesiące przyniosą testy prototypu i dopracowanie konstrukcji pod kątem pracy na orbicie. Jeśli urządzenie spełni wymagania techniczne, ma szansę stać się elementem przyszłych misji satelitarnych realizowanych przez Europejska Agencja Kosmiczna.

To etap, w którym nauka, inżynieria i kosmos spotykają się w jednym projekcie - a ważną rolę odgrywa w nim Uniwersytet Jagielloński.

Informacje przekazał Uniwersytet Jagielloński.