Naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie we współpracy z firmami Honeywell Aerospace oraz Quantum Brilliance wezmą udział w opracowaniu kompaktowego kwantowego magnetometru przeznaczonego dla Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Nowatorskie urządzenie ma umożliwić wyjątkowo precyzyjne pomiary ziemskiego pola magnetycznego bezpośrednio z orbity, wspierając badania geofizyczne i monitorowanie przestrzeni kosmicznej.
Uniwersytet Jagielloński współtworzy magnetometr dla ESA
Partnerstwo pomiędzy Uniwersytetem Jagiellońskim, Honeywell Aerospace i Quantum Brilliance zakłada zaprojektowanie, przetestowanie oraz dostarczenie nowego magnetometru kwantowego dla ESA. Projekt realizowany jest w ramach kontraktu finansowanego przez Europejską Agencję Kosmiczną, a jego zakończenie planowane jest na 2027 rok.
Za koordynację prac konstrukcyjnych odpowiadać będzie zespół inżynierów Honeywell Aerospace działający w Brnie w Czechach. Opracowywane urządzenie ma wykonywać bardzo dokładne pomiary pola magnetycznego Ziemi z poziomu satelitów znajdujących się na orbicie.
Nowy instrument będzie wykorzystywał zaawansowane technologie obrazowania kwantowego w ciele stałym oraz rozwiązania inżynieryjne dostosowane do wymagających warunków kosmicznych. Celem jest stworzenie lekkiego i energooszczędnego systemu umożliwiającego badanie pełnego wektora pola magnetycznego.
Według założeń projekt ma przyczynić się do rozwoju nauk o Ziemi, geofizyki oraz systemów monitorowania aktywności w przestrzeni kosmicznej.
Dokładniejsze dane o polu geomagnetycznym
Nowy sensor ma wesprzeć europejskie programy obserwacji naszej planety. Dzięki zastosowaniu technologii kwantowych możliwe będzie pozyskiwanie znacznie dokładniejszych danych dotyczących pola geomagnetycznego niż w przypadku wielu obecnie stosowanych rozwiązań.
Jednocześnie konstrukcja urządzenia ma spełniać rygorystyczne wymagania stawiane współczesnym misjom satelitarnym, zwłaszcza w zakresie ograniczeń dotyczących rozmiaru, masy i zużycia energii.
Połączenie potencjału nauki i przemysłu
Projekt jest efektem współpracy specjalistów z różnych dziedzin. Honeywell Aerospace wnosi doświadczenie inżynieryjne zdobyte w swoim centrum badawczo-rozwojowym w Brnie, Quantum Brilliance odpowiada za technologię diamentowych centrów azotowo-wakansowych (NV), natomiast naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego dostarczają wiedzę z zakresu fizyki kwantowej i pomiarów magnetycznych.
Rezultatem tej współpracy mają być bardziej szczegółowe mapy ziemskiego pola geomagnetycznego. Dodatkową zaletą nowego rozwiązania będzie wysoka odporność na promieniowanie kosmiczne, co ma kluczowe znaczenie podczas wieloletnich misji orbitalnych.
– Czujniki kwantowe to przełomowa technologia, której rozwój nabiera tempa na całym świecie. W obliczu rosnącej konkurencji w tym obszarze nowe partnerstwo pomoże Honeywell Aerospace przyspieszyć dalsze prace rozwojowe – powiedział Jan Lukáš, Technical Manager ds. Quantum Sensors w Honeywell Aerospace.
Diamentowe sensory umożliwią precyzyjne pomiary
Sercem nowego urządzenia będzie sensor wykorzystujący centra NV w diamencie, opracowany przez Quantum Brilliance. Technologia ta pozwala na bardzo dokładne, wektorowe pomiary pola magnetycznego przy zachowaniu szerokiego zakresu pomiarowego.
Wyjątkowa struktura krystaliczna diamentu umożliwia odtworzenie pełnego trójwymiarowego obrazu pola magnetycznego za pomocą pojedynczego elementu pomiarowego. Dzięki temu można uprościć konstrukcję urządzenia, eliminując konieczność stosowania skomplikowanych procedur kalibracyjnych oraz precyzyjnego rozmieszczania wielu komponentów.
Korzyści dla przyszłych misji satelitarnych
Istotną zaletą technologii NV jest możliwość pracy w temperaturze pokojowej przy zachowaniu stabilnych parametrów nawet w zmiennych warunkach magnetycznych. W sektorze kosmicznym, gdzie każdy gram masy i każdy wat energii mają znaczenie, takie rozwiązanie może przynieść wymierne korzyści.
– Nasza współpraca z Honeywell Aerospace stanowi ważny krok w kierunku demonstracji czujnika kwantowego o niskich wymaganiach dotyczących rozmiaru, masy i poboru energii. Projekt otwiera drogę do skalowalnej produkcji, która wesprze rozwój przyszłych konstelacji satelitarnych przeznaczonych do badań Ziemi i monitorowania sytuacji w przestrzeni kosmicznej – podkreślił John Liobe, Technical Director for European Quantum Sensor Programs w Quantum Brilliance.
Kim są partnerzy projektu?
Honeywell Aerospace to globalna firma działająca w sektorze lotniczym, kosmicznym i obronnym. Jej technologie wykorzystywane są w samolotach pasażerskich, odrzutowcach biznesowych, maszynach wojskowych oraz licznych platformach kosmicznych na całym świecie. Przedsiębiorstwo zatrudnia ponad 36 tysięcy pracowników i obsługuje ponad 10 tysięcy klientów.
Quantum Brilliance specjalizuje się natomiast w rozwoju technologii kwantowych opartych na diamencie. Firma posiada laboratoria i biura w Niemczech oraz Australii, a jej celem jest upowszechnienie rozwiązań kwantowych poprzez ich integrację z komputerami, czujnikami i urządzeniami codziennego użytku.
Szczególną rolę w projekcie odgrywa Uniwersytet Jagielloński – najstarsza uczelnia w Polsce i jedna z najważniejszych instytucji akademickich Europy Środkowo-Wschodniej. Zaangażowany w przedsięwzięcie Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej należy do czołowych ośrodków fizycznych w kraju. Jego naukowcy publikują około 500 prac rocznie w prestiżowych czasopismach naukowych i realizują liczne projekty finansowane ze środków krajowych, unijnych oraz NATO.
Nowy krok w rozwoju europejskich technologii kosmicznych
Realizacja projektu może znacząco zwiększyć możliwości europejskich misji obserwacyjnych oraz badań geofizycznych. Wykorzystanie technologii kwantowych w satelitach pozwoli na dokładniejsze monitorowanie pola magnetycznego Ziemi, a jednocześnie przyczyni się do rozwoju nowoczesnych rozwiązań dla sektora kosmicznego. Dla polskich naukowców udział w przedsięwzięciu stanowi także kolejny przykład rosnącej obecności krajowych ośrodków badawczych w strategicznych projektach realizowanych na poziomie europejskim.
Konrad Borkowski jest autorem serwisu Biotworzywa.com.pl, gdzie zajmuje się tworzeniem przystępnych i rzetelnych materiałów dotyczących aktualnych wydarzeń z kraju i ze świata. W swoich tekstach porusza tematy związane z polityką, gospodarką, technologią, sportem, kulturą i stylem życia. Koncentruje się na jasnym przekazie, użytecznych informacjach i historiach istotnych dla czytelników. Jego celem jest dostarczanie czytelnikom aktualnych, przejrzystych i angażujących treści.
More Stories
Teleskop Jamesa Webba dokonał przełomu. Po raz pierwszy zbadano powierzchnię egzoplanety
Sensacyjne odkrycie: „drugi Jowisz” z chmurami lodu wodnego
Satelita po raz pierwszy uchwycił narodziny tsunami. Przełom w badaniach nad zagrożeniem na Pacyfiku