Imperials bidrag till Solar Orbiter -uppdraget, som kommer att gå närmare solen än någonting hittills, är redo att flyga efter omfattande tester.

Solar Orbiter är ett European Space Agency -uppdrag med tio instrument för att mäta många olika egenskaper hos solen och det interplanetära rummet.

Ombord på rymdfarkosten, lanseras i början av 2019, kommer att vara ett magnetometerinstrument byggt av ett team från Institutionen för fysik vid Imperial.

Magnetometern mäter solens magnetfält i interplanetära rymden, bärs av solvinden. Solvinden är en ström av laddade partiklar som kommer från solen som fyller solsystemet, som solens magnetfält spelar en viktig roll för att skapa.

Huvudutredaren professor Tim Horbury från Institutionen för fysik vid Imperial sa:"Vi lever inne i en bubbla som blåses av solen i interstellära rymden. Jorden har också ett eget magnetfält, som skapar en hålighet i solbubblan.

"Samspelet mellan solvinden och jordens magnetfält ger oss norrskenet - norr- och södra ljuset - men när solvinden är stark kan det också orsaka problem för vår teknik, från elnät till satelliter. "

Solens magnetfält tros genereras på ett liknande sätt som jordens när det roterar, men det är mycket mer dynamiskt. Var 11:e år vänder polariteten, och detta mönster är knutet till mönstret av solfläckar som visas på solens yta. solfläckar är associerade extrema händelser som kallas solstrålar och utmatningar av solmaterialet som orsakar allvarliga problem om de når jorden.

Genom att kretsa runt solen och närma sig den på bara 50 miljoner kilometer - inne i Merkurius bana, den närmaste planeten till solen - Imperialteamets magnetometer kommer att kunna få oöverträffad information om hur solen genererar sitt magnetfält och hur detta spelar en roll i solvinden och mer extrema händelser.

Känsligt ämne

Instrumentet består av två sensorer som ligger i metallkupoler; en svart låda som innehåller elektronik, en datorprocessor och en strömförsörjning; och kablar för att ge ström och kommunikation till sensorerna.

Magnetometern måste vara extremt känslig för att detektera magnetfältet från solen som når rymdfarkosten. Huvudingenjör Helen O'Brien från Institutionen för fysik sa:"Vårt instrument är så känsligt, den kan mäta magnetfältet på en MR -maskin från andra sidan London.

"Detta betyder, dock, att vi måste arbeta hårt för att isolera det från de andra instrumenten på rymdfarkosten. Metallföremål och elektriska kretsar skapar små magnetfält, så vi har riktigt strikta krav på resten av projektet - ända ner till skruvarna och färgen. "

Magnetometern måste också överleva vissa extrema förhållanden, inklusive den intensiva vibrationen från start, som kommer att använda en NASA Atlas V -raket. En tidigare modell av instrumentet, som genomgick noggranna tester avsedda att överstiga de förväntade förhållandena, smulade under stammen.

O'Brien sa:"Vi monterade sensorerna på ett keramiskt material som knappt expanderar eller drar ihop sig med temperaturförändringar, så att deras relativa position till varandra hålls stabil under de extrema temperatursvängningar rymdfarkosten kommer att uppleva. Dock, detta material är ganska sprött, och det föll sönder i vibrationstestet. "

Tjockning av materialet hjälpte till att lösa problemet, och som ett resultat av noggranna tester har många justeringar och förbättringar gjorts i designen. Men nu, enheten är klar, och den väntar i ett rent rum på Imperial innan den monteras på rymdfarkosten.

Sålänge, laget bygger en "flight spare" - en identisk enhet bara om något händer med originalet före lanseringen. När instrumentet är monterat på rymdfarkosten, laget kommer att ge extremt exakta instruktioner - ner till materialet som skruvmejseln är gjord av, och se till att inga små metallspån lämnas kvar, vilket kan störa mätningarna.

När alla instrument är monterade, hela rymdfarkosten kommer att genomgå ytterligare en rad tester, innan den skickas till Cape Canaveral för lansering i februari 2019. Det kommer sedan att tillbringa två år att komma till solen, och ytterligare åtta samlar in data. Så småningom, dess solpaneler kommer att försämras och sluta producera kraft men det kommer att driva runt solen för alltid.