Wo war die Wasseransammlung auf Cassinis Schmalwinkel-Kamerasystem? Musste es ständig beheizt werden?

Ich beziehe mich auf die 2006 erschienene Abhandlung Cassini Camera Contamination Anomaly:
Experiences and Lessons Learned von Vance R. Haemmerle und James H. Gerhard vom JPL.

Verschmutzung (kein Wasser) im CCD.

Die Kontamination optischer Instrumente kann in allen Phasen einer Mission auftreten, von der Instrumentenherstellung, dem Transport, dem Test, der Integration in das Raumfahrzeug, dem Start und während des Fluges. Kontaminationsquellen am Boden können von einem Fingerabdruck bis zum Kontakt mit Bodengeräten reichen. Eine Kontamination während des Fluges kann durch lose Gegenstände während des Starts, das Auswerfen von Abdeckungen, das Ausgasen von Instrumenten- und Raumfahrzeugmaterialien wie Wasser, organischen Stoffen, Silikonen und Treibmitteln und der Umgebung vor Ort wie atomarem Sauerstoff in der erdnahen Umlaufbahn oder interplanetarem Staub oder Ring entstehen Material.

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Eine Überprüfung ergab zwei interessante und möglicherweise relevante Elemente. Das erste war, dass die Radiatoren der Kameras während der Integration in das Raumfahrzeug mit Wärmedecken in der Größe verändert und anschließend nicht ausgeheizt worden waren. Die verwendeten Thermodecken waren ausgeheizt, das verwendete Klebeband natürlich nicht. Zweitens wurde ein Memo aus dem Jahr 1995 vom Kontaminationsingenieur an den Wärmedeckeningenieur gefunden, in dem empfohlen wurde, das CCD-Entlüftungsrohr zu verlängern. Aufgrund einer personellen Veränderung wurde diese Maßnahme nicht ergriffen. Dies war ein vermuteter Kontaminationsweg.

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Die Tatsache, dass eine Änderung bei –7 °C auftrat, bestätigte uns, dass die Kontamination tatsächlich in der Nähe des CCD-Bereichs war (der der einzige Bereich war, der eine signifikante Temperaturänderung erfuhr), möglicherweise im CCD-Gehäuse selbst.

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Am 16. November fand ein Treffen statt, um die Ergebnisse [von C28] zu diskutieren. Es wurde entschieden, das Experiment bei einer etwas höheren Temperatur zu wiederholen. Die einzigen drei Möglichkeiten, die Temperatur zu erhöhen, ohne dass beide Dekontaminationsheizungen eingeschaltet waren, waren a) die Ersatzheizungen einzuschalten, b) die CCD-Leistungsheizung voll zu nutzen, anstatt sie die Temperatur regulieren zu lassen, oder c) beides zu tun. Die Kontaminationsexperten wollten die Temperatur erreichen, bei der die Stardust-Kontamination entfernt wird, aber das war mit den möglichen Heizkombinationen nicht möglich. Wasser wurde als Verunreinigung ausgeschlossen, da es hätte verdunsten müssen.Es gab einige Bedenken, dass die Verunreinigung bei der höheren Temperatur verdampfen und dann wieder kondensieren könnte, wenn das CCD wieder auf –90 °C abgekühlt wird. Es wurde beschlossen, zur Überprüfung auf halber Strecke Bilder aufzunehmen.

Es wurde angenommen, dass es am CCD-Fenster oder Filter liegt.

In Bezug auf die Sternbilder erschien die zentrale Spitze eines Sterns normal und die Intensität des Halo betrug nur 1-2% der Helligkeit der zentralen Spitze, wie in Abb. 6 zu sehen. Aufgrund der räumlichen Ausdehnung des Halo enthielt er jedoch tatsächlich ein großer Teil des stellaren Flusses (Abb. 7) - von 30 % im Infrarot bis 70 % im Blau und Ultraviolett (Abb. 8). Die Größe des Halo reichte von 5 Pixeln Radius im Ultravioletten bis zu 20 Pixeln im Infraroten (Abb. 8). Somit hätte dies einen großen Einfluss auf die wissenschaftliche Rendite des NAC. Die Eigenschaften der Punktverteilungsfunktion stimmten mit der Kontamination durch sehr kleine Partikel auf einer durchlässigen Oberfläche überein, die ein Beugungsmuster in Bildern von Objekten mit Punktquellen verursachten. Die betroffene Oberfläche könnte die Filteranordnung oder das CCD-Fenster gewesen sein.Eine interessante Randbemerkung war, dass Ellis Miner, der wissenschaftliche Berater von Cassini, erzählte, dass seine frühe Abschlussarbeit die Messung von Beugungsmustern auf einem ganz anderen Gebiet, der Medizin, beinhaltete8.

Die Verunreinigung schien weg zu sein.

Bis zu diesem Zeitpunkt hatte die NAC 22 der budgetierten 57 Thermozyklen für die Mission verwendet. Das Risiko der Verwendung eines thermischen Zyklus muss mit den verringerten Erträgen von vielleicht einer Verringerung der PSF-Breite um einige Hundertstel Pixel abgewogen werden, die eine andere Dekontamination erreichen könnte. Es wurde entschieden, dass das Risiko weiterer Dekontaminationen die geringen möglichen zukünftigen Gewinne überwog. Eine geplante C34-Dekontamination wurde abgesagt. Die Bilder wurden trotzdem aufgenommen, da es zu spät war, die Sequenz zu ändern, aber ein Echtzeitbefehl zum Einschalten der Heizungen wurde nicht gesendet. Die Analyse dieser Bilder zeigte erwartungsgemäß keine Veränderung.

Eine neue Flugregel, die von J. Gerhard geschrieben wurde, um nicht zuzulassen, dass die Heizungen der Stufe 1 und der Stufe 2 gleichzeitig eingeschaltet sind (Verbot, wieder auf +30 °C zu gehen), wurde implementiert. Mit dem Start von Saturn Tour sind keine weiteren Dekontaminationen geplant, es sei denn, ein Problem tritt erneut auf.