Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Евклид
Евклид рендеринг
Художественный рендеринг Евклида
ИменаИсследователь Темной Вселенной (DUNE)
Спектроскопический космический исследователь всего неба (SPACE) [1]
Тип миссииАстрономия
ОператорЕКА
Интернет сайтsci.esa.int/euclid
www.euclid-ec.org
Продолжительность миссии6 лет (номинально) [2]
Свойства космического корабля
ПроизводительThales Alenia Space (основной)
Airbus Defense and Space (модуль полезной нагрузки) [3]
Стартовая масса2 160 кг (4 760 фунтов) [3]
Масса полезной нагрузки848 кг (1870 фунтов) [3]
Размеры4,5 м × 3,1 м (15 футов × 10 футов) [3]
Начало миссии
Дата запускаИюль – декабрь 2022 г. [3]
РакетаСоюз СТ-Б / Фрегат-МТ [3] или
Ариан 62 [4]
Запустить сайтЦентр пространственной гайаны, Куру , ELS
ПодрядчикArianespace
Параметры орбиты
Справочная системаСолнце – Земля L 2 [3]
РежимГало орбита
Высота периапсиса1,150,000 км (710,000 миль)
Высота апоапсиса1,780,000 км (1,110,000 миль)
ЭпохаПланируется
Главный телескоп
ТипТелескоп Корша
Диаметр1,2 м (3 фута 11 дюймов) [5]
Фокусное расстояние24,5 м (80 футов) [5]
Длины волнОт 550  нм ( зеленый ) [6]
до 2  мкм (ближний инфракрасный ) [7]
Транспондеры
ГруппаДиапазон X (поддержка TT&C)
Диапазон K (сбор данных)
Частота8,0-8,4 ГГц (диапазон X)
25,5-27 ГГц (диапазон K)
Пропускная способностьНесколько кбит / с вниз и вверх (диапазон S)
55 Мбит / с (диапазон K)
Инструменты
ВИСVISible imager [6]
НИСПСпектрометр и фотометр ближнего инфракрасного диапазона [7]
Логотип миссии евклида
Эмблема астрофизики ЕКА для миссии Евклида . 

Евклид - это космический телескоп, видимый в ближнем инфракрасном диапазоне, который в настоящее время разрабатывается Европейским космическим агентством (ЕКА) и Консорциумом Евклида. Цель миссии Евклида - лучше понять темную энергию и темную материю путем точного измерения ускорения Вселенной . Для этоготелескоп типа Корша будет измерять формы галактик на различных расстояниях от Земли и исследовать взаимосвязь между расстоянием и красным смещением. Общепринято считать, что темная энергия способствует ускорению расширяющейся Вселенной, поэтому понимание этой взаимосвязи поможет уточнить, как физикии астрофизики это понимают. Миссия Евклида развивает и дополняет телескоп Planck ЕКА (с 2009 по 2013 год). Миссия названа в честь древнегреческого математика Евклида Александрийского .

Евклид - это миссия среднего класса («M-класс»), которая является частью кампании Cosmic Vision в рамках научной программы ESA . Бюджет этого класса миссий ограничен 500 миллионами евро. Евклид был выбран в октябре 2011 года вместе с Solar Orbiter из нескольких конкурирующих миссий. [8] Запуск запланирован на период с июля по декабрь 2022 года. [3]

Научные цели и методы [ править ]

Евклид исследует историю расширения Вселенной и образования космических структур , измеряя красное смещение галактик до значения 2, что эквивалентно просмотру прошлого на 10 миллиардов лет. [9] Связь между галактическими формами и их соответствующим красным смещением поможет показать, как темная энергия способствует увеличению ускорения Вселенной. Используемые методы используют явление гравитационного линзирования , измерение барионных акустических колебаний и измерение расстояний до галактик с помощью спектроскопии .

Гравитационное линзирование (или гравитационный сдвиг) является следствием отклонения световых лучей, вызванного присутствием материи, которая локально изменяет кривизну пространства-времени : свет, излучаемый галактиками, и, следовательно, наблюдаемые изображения искажаются по мере приближения к материи. лежа на прямой видимости. Эта материя частично состоит из видимых галактик, но в основном это темная материя. Измеряя этот сдвиг , можно сделать вывод о количестве темной материи, способствуя пониманию того, как она распределяется во Вселенной.

Спектроскопические измерения позволят измерить красное смещение галактик и определить их расстояния, используя закон Хаббла . Таким образом можно восстановить трехмерное распределение галактик во Вселенной.

На основе этих данных можно одновременно измерить статистические свойства, касающиеся распределения темной материи и галактик, и измерить, как эти свойства меняются, когда космический аппарат смотрит дальше во времени. Для получения достаточно точных измерений требуются высокоточные изображения. Любые искажения, присущие датчикам, должны быть учтены и откалиброваны, в противном случае полученные данные будут иметь ограниченное применение. [9]

Космический корабль [ править ]

Евклид возник из двух концепций миссий, которые были предложены в ответ на запрос предложений ESA Cosmic Vision 2015-2025, выпущенный в марте 2007 года: DUNE, Исследователь Темной Вселенной, и SPACE, Спектроскопический исследователь всего неба. Обе миссии предложили дополнительные методы для измерения геометрии Вселенной, и после фазы оценочного исследования была получена объединенная миссия. Новая концепция миссии была названа Евклидом в честь греческого математика Евклида Александрийского (~ 300 г. до н.э.), который считается отцом геометрии. В октябре 2011 года Евклид был выбран Комитетом по научной программе ЕКА для реализации, а 25 июня 2012 года он был официально принят. [1]

ЕКА выбрало компанию Thales Alenia Space , Италия, для строительства спутника. Евклид имеет длину 4,5 метра, диаметр 3,1 метра и массу 2160 кг. [3]

Модуль полезной нагрузки Euclid управляется компанией Airbus Defense and Space , Тулуза, Франция. Он состоит из телескопа Корша с главным зеркалом диаметром 1,2 метра, которое охватывает площадь 0,5  градуса 2 .

Международный консорциум ученых, консорциум Euclid, в который входят ученые из 13 европейских стран и США, предоставит камеру видимого света (VIS) [6] и камеру / спектрометр ближнего инфракрасного диапазона (NISP). [7] Вместе они нанесут на карту трехмерное распределение до двух миллиардов галактик, разбросанных по более чем трети всего неба. [10] Эти широкоформатные камеры будут использоваться для определения морфометрических, фотометрических и спектроскопических свойств галактик:

  • Камера, работающая в видимом диапазоне длин волн (550–920 нм), сделанная из мозаики из 6 x 6 детекторов с зарядовой связью e2v , содержащей 600 миллионов пикселей, позволяет измерять деформацию галактик
  • камеру, состоящую из мозаики из 4х4 детекторов Teledyne H2RG, чувствительных к ближнему инфракрасному световому излучению (1000–2000 нм) с 65 миллионами пикселей для:
  1. обеспечить низкоточные измерения красных смещений и, следовательно, расстояний до более миллиарда галактик с помощью многоцветной фотометрии ( фотометрический метод красного смещения ); и
  2. использовать спектрометр для анализа спектра света в ближней инфракрасной области (1000–2000 нм), для получения точных красных смещений и расстояний до миллионов галактик с точностью в 10 раз лучше, чем фотометрические красные смещения, а также для определения барионных акустических колебаний .

Шина телескопа включает солнечные панели, которые обеспечивают питание и стабилизируют ориентацию и наведение телескопа с точностью до 35 миллисекунд . Телескоп тщательно изолирован, чтобы обеспечить хорошую термическую стабильность и не нарушать оптическое выравнивание.

Модель Евклида

Телекоммуникационная система способна передавать 850 гигабит в сутки. Он использует диапазон Ka для отправки научных данных со скоростью 55 мегабит в секунду в течение выделенного периода 4 часа в день на 35- метровую антенну наземной станции Cebreros в Испании, когда телескоп виден с Земли . Евклид будет иметь встроенную память объемом не менее 300  ГБ .

Вехи [ править ]

24 января 2013 года НАСА подписало меморандум о взаимопонимании с ЕКА, в котором описывается свое участие в миссии. НАСА предоставит 20 детекторов для прибора ближнего инфракрасного диапазона, который будет работать параллельно с камерой в диапазоне видимого света. Инструменты, телескоп и спутник будут производиться и эксплуатироваться из Европы. НАСА также назначило 40 американских ученых частью консорциума Евклида, который будет разрабатывать инструменты и анализировать данные, полученные в ходе миссии. В настоящее время этот консорциум объединяет более 1000 ученых из 13 европейских стран и США. [11]

В 2015 году компания Euclid прошла предварительную экспертизу проекта, выполнив большое количество технических проектов, а также построив и протестировав ключевые компоненты. [12]

В декабре 2018 года компания Euclid прошла критический анализ проекта, который подтвердил общий дизайн космического корабля и план архитектуры миссии, и было разрешено начать окончательную сборку космического корабля. [4]

В июле 2020 года два прибора (видимый и ближний инфракрасный) были доставлены в Airbus, Тулуза, Франция, для интеграции с космическим кораблем. [13]

Выполнение миссии и данные [ править ]

Евклид будет запущен на космическом корабле Союз ST-B [3] (или Ariane 62, если необходимо) [4] из Центра Пространственной Гайаны, Куру. По прошествии 30 дней он будет стабилизирован для прохождения по траектории Лиссажу большой амплитуды (около 1 миллиона километров) вокруг лагранжевой точки L2 Солнце-Земля . [3]

Во время своей номинальной миссии, которая продлится не менее 6 лет, Евклид будет наблюдать около 15000 градусов 2 , примерно треть неба, фокусируясь на внегалактическом небе (небо, обращенное в сторону от Млечного Пути ). [2] Исследование будет дополнено дополнительными наблюдениями около 100 раз глубже (2 величины) указывая на три различных областей , расположенных близко к эклиптике полюсов [ править ] и покрывающие 40 града 2. Три поля будут регулярно посещаться в течение всего срока миссии. Они будут использоваться в качестве калибровочных полей и для наблюдения за стабильностью работы телескопа и инструментов, а также для получения научных данных путем наблюдения за самыми далекими галактиками и квазарами во Вселенной. [14]

Чтобы измерить фотометрическое красное смещение для каждой галактики с достаточной точностью, миссия Евклида зависит от дополнительных фотометрических данных, полученных как минимум в 4 видимых фильтрах. Эти данные будут получены с наземных телескопов, расположенных как в северном, так и в южном полушариях, чтобы охватить полные 15 000 градусов 2 миссии. Всего каждая галактика миссии Евклид получит фотометрическую информацию как минимум в 7 различных фильтрах, охватывающих весь диапазон 460–2000 нм.

Евклид будет наблюдать около 10 миллиардов астрономических источников , из которых у 1 миллиарда будет измерен гравитационный сдвиг [15] с точностью в 50 раз более точной, чем это возможно сегодня с использованием наземных телескопов. Евклид измерит спектроскопические красные смещения для 50 миллионов объектов.

Научная эксплуатация этого огромного набора данных будет осуществляться консорциумом под руководством Европы из более чем 1200 человек в более чем 100 лабораториях в 15 странах (Австрия, Бельгия, Дания, Финляндия, Франция, Германия, Италия, Нидерланды, Норвегия, Португалия, Румыния, Испания, Швейцария, Великобритания, Канада и США). Консорциум Евклида [15] также отвечает за создание полезной нагрузки прибора Евклид и за разработку и внедрение наземного сегмента Евклида.который будет обрабатывать все данные, собранные спутником. Лаборатории, участвующие в Консорциуме Евклида, финансируются и поддерживаются своими национальными космическими агентствами, которые также несут программную ответственность за свой национальный вклад, и своими национальными исследовательскими структурами (исследовательскими агентствами, обсерваториями, университетами). В целом Консорциум Евклида вносит около 30% от общей бюджетной стоимости миссии до ее завершения.

Огромный объем, разнообразие (космос и земля, видимая и ближняя инфракрасная области, морфометрия, фотометрия и спектроскопия) и высокий уровень точности необходимых измерений требуют значительной осторожности и усилий при обработке данных, что делает это важной частью миссии. ЕКА , национальные агентства и Консорциум Евклида тратят значительные ресурсы на создание групп исследователей и инженеров высшего уровня, занимающихся разработкой алгоритмов, разработкой программного обеспечения, процедурами тестирования и валидации, архивацией данных и инфраструктурами распределения данных. В общей сложности девять центров научных данных, расположенных в странах Евклидского консорциума, будут обрабатывать более 10 петабайт необработанных входных изображений в течение 10 лет, чтобы к 2028 году предоставить научному сообществу общедоступную базу данных миссии Евклида.

Благодаря широкому охвату неба и каталогам миллиардов звезд и галактик научная ценность данных, собранных миссией, выходит за рамки космологии . Эта база данных предоставит мировому астрономическому сообществу множество источников и целей для будущих миссий, таких как JWST , E-ELT , TMT , ALMA , SKA или LSST .

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b "Обзор Евклида" . esa.int .
  2. ^ a b «Характеристики миссии - Евклид Консорциум» . Евклид Консорциум. 28 декабря 2015 . Проверено 26 апреля 2016 года .
  3. ^ a b c d e f g h i j k "Информационный бюллетень Евклида" . ЕКА . 22 июня 2020 . Дата обращения 9 июля 2020 .
  4. ^ a b c «Arianespace и ЕКА объявляют о контракте на запуск спутника Euclid для исследования темной энергии» . esa.int . 7 января 2020.
  5. ^ a b "Космический корабль Евклида - телескоп" . ЕКА . 24 января 2013 . Проверено 13 апреля 2011 года .
  6. ^ a b c "Инструмент Евклида VIS" . ЕКА . 18 октября 2019 . Дата обращения 9 июля 2020 .
  7. ^ a b c "Инструмент Евклида NISP" . ЕКА . 19 сентября 2019 . Дата обращения 9 июля 2020 .
  8. ^ «Статус миссии» . Европейское космическое агентство . Проверено 23 ноября 2015 года .
  9. ^ a b «Цели науки Евклида» .
  10. ^ "Thales Alenia Space начинает строительство Евклида" . esa.int . 8 июля 2013 г.
  11. ^ "Участие НАСА в миссионерском сообществе ЕКА для изучения оскуро-дель-Универсо" . esa.int (на испанском). 24 января 2013 г.
  12. ^ "Миссия Евклида темной Вселенной готова обрести форму" . ЕКА . 17 декабря 2015 . Проверено 17 декабря 2015 года .
  13. ^ Космический телескоп Евклида собирается вместе
  14. ^ "Обзоры" . Евклид Консорциум . 18 июня 2016 . Дата обращения 12 сентября 2020 .
  15. ^ a b "Сайт Консорциума Евклида" .

Внешние ссылки [ править ]

  • Домашняя страница Евклида
  • [1]