Som en del av förberedelserna för lanseringen av ESA:s Jupiter Icy Moons Explorer, dess navigeringskamera har fått ett unikt test:avbilda sin destination från jorden.

Jupiter Icy Moons Explorer, JUICE, kommer att lanseras 2022 på en sjuårig resa till Jupitersystemet. I det första uppdraget i sitt slag, den kommer inte bara att kretsa runt Jupiter och göra upprepade förbiflygningar av planetens stora och havsbärande månar Europa, Ganymedes och Callisto, men kommer att kulminera i en dedikerad omloppsrundtur i Ganymedes – den största månen i solsystemet.

Rymdfarkosten kommer att vara utrustad med en vetenskapligt kraftfull svit av instrument för en djupgående analys av Jupiter, dess miljö, och månar, men det flyger också viktiga element som en navigeringskamera, eller NavCam. Tillsammans med radiospårning, NavCam kommer att användas för att ta reda på rymdfarkostens position och hastighet i förhållande till månen den flyger förbi.

NavCam har utformats speciellt för att vara resistent mot den hårda strålningsmiljön runt Jupiter och för att ta bilder av planeten, månen och bakgrundsstjärnor. Viktigt, NavCam-mätningar kommer att tillåta rymdfarkosten att vara i den optimala banan och att förbruka så lite bränsle som möjligt under den stora rundturen på Jupiter, och för att förbättra pekningsnoggrannheten under dessa snabba och nära mötesplatser. De nära mötena kommer att föra rymdfarkosten mellan cirka 200 och 400 km till månarna.

I juni, ett team av ingenjörer tog sig upp på taket på Airbus Defence and Space-anläggningen i Toulouse för att testa NavCam-teknikmodellen under verkliga himmelsförhållanden. Syftet var att validera hård- och mjukvarugränssnitt, och att förbereda bildbehandlingen och navigeringsmjukvaran ombord som kommer att användas under flygning för att ta bilder.

Förutom att observera jordens måne och andra föremål, instrumentet pekade mot ett uppenbart mål på natthimlen:Jupiter. Kameran använde "Imaging mode" och "Stars Centroiding Mode" för att testa parameterinställningar som i sin tur kommer att användas för att finjustera bildbehandlingsmjukvaran på attitydkontroll- och navigeringsnivåer.

"Inte överraskande, cirka 640 miljoner kilometer bort, Jupiters månar ses bara som en pixel eller två, och Jupiter själv verkar mättad i de långa exponeringsbilder som behövs för att fånga både månarna och bakgrundsstjärnorna, men dessa bilder är användbara för att finjustera vår bildbehandlingsprogramvara som körs autonomt ombord på rymdfarkosten, säger Gregory Jonniaux, Vision-Based Navigation expert på Airbus Defence and Space. "Det kändes särskilt meningsfullt att genomföra våra tester redan på vår destination!"

Under själva förbiflygningarna kommer det att vara möjligt att se ytegenskaper på dessa mycket olika månar. I ett separat test, NavCam matades optiskt med simulerade vyer av månarna för att bearbeta mer realistiska bilder av vad som kan förväntas en gång i Jupiter-systemet.

"De simulerade vyerna av Jupiters månar ger ett mer realistiskt intryck av vad vår NavCam kommer att fånga under förbiflygningar, " tillägger Daniele Gherardi, ESA vägledning, Navigations- och kontrollexpert. "Självklart, den högupplösta vetenskapliga kamerasviten kommer att imponera på oss med ännu fler detaljer om dessa gåtfulla månar."

Samtidigt kommer testnavigeringskameran att förbättras ytterligare med en full flygrepresentativ prestandaoptik i slutet av året, och kommer därefter att användas för att stödja mjukvarutester ombord av den kompletta rymdfarkosten JUICE. Efter lanseringen, testkameran kommer att användas vid ESA:s operationscenter för att stödja uppdragsoperationerna under hela uppdraget.