Euklides (teleskop kosmiczny)

Kosmiczny Teleskop Euklidesa
Opis tego obrazu, również skomentowany poniżej Wrażenie artysty dotyczące teleskopu Euclid. Ogólne dane
Organizacja Europejska Agencja Kosmiczna
Budowniczy Airbus Toulouse Thales Turyn Mullard , LAM
Program Kosmiczna wizja
Pole Kosmologia , ciemna energia
Status W rozwoju
Uruchomić ~ połowa 2022
Wyrzutnia Sojuz / Fregat lub Ariane 62
Trwanie 6 lat
Teren [1]
Charakterystyka techniczna
Msza podczas startu ~ 2,16 tony
Instrumenty masowe 850 kg
Ergol Hydrazyna , azot
Masa miotająca 200 kg
Kontrola postaw Stabilizacja 3-osiowa
Źródło energii Panele słoneczne
Energia elektryczna 1.780-2.430 watów
Orbita
Orbita Heliocentryczny
Lokalizacja Punkt Lagrange'a  L 2
Teleskop
Rodzaj Korsch
Średnica 1,20 m²
Ogniskowy 24,50 m²
Pole 0,47 °
Długość fali Widoczne (550-900 nm),
w pobliżu podczerwieni (900-2000  nm )
Główne instrumenty
WKRĘT Duży światło widzialne pole Imager
NISP spektrofotograf na podczerwień

Euklides jest teleskop z Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), planowanym do uruchomienia w 2022 roku i którego obserwacje powinny pomóc określić pochodzenie przyspieszającej ekspansji Wszechświata i charakteru jego ekspansji. Źródła, ogólnie zwanej ciemnej energii . Misja opiera się na pomiarach ścinania grawitacyjnego oraz wyznaczeniu metodą spektroskopii odległości do danych galaktyk.

Aby zebrać dane niezbędne do osiągnięcia tych celów, Euclid posiada teleskop obserwujący w świetle widzialnym i bliskiej podczerwieni , wyposażony w zwierciadło główne o średnicy 1,2 metra, którego promieniowanie jest analizowane przez imager obserwujący w świetle widzialnym i podczerwieni spektrofotograf . Obserwacje, które muszą obejmować dużą część przestrzeni powietrznej (15,000  stopni 2 ) mierzy kształt i przesunięcie ku czerwieni w galaktyk i grup galaktyk aż do przesunięcia o dwa. Te cechy powinny pozwolić nam cofnąć się w czasie o 10 miliardów lat i objąć okres, w którym ciemna energia odgrywała znaczącą rolę w przyspieszaniu ekspansji Wszechświata.

Euclid to druga misja średnich Program naukowy Cosmic Vision z Europejskiej Agencji Kosmicznej . Jego opracowanie zostało powierzone firmie Airbus Toulouse w zakresie ładunku, Thales Turyn w zakresie platformy oraz konsorcjum Euclid , skupiającemu wiele europejskich laboratoriów, w zakresie oprzyrządowania i wykorzystania zebranych danych. Misja została wybrana w 2011 roku. Euclid musi zostać umieszczony na orbicie wokół punktu Lagrange  L 2 układu Ziemia-Słońce w 2022 roku przez rakietę Sojuz lub rakietę Ariane 62, która musi wystartować z centrum kosmicznego Gujany. Przewidywany czas trwania misji podstawowej to 7 lat.

Kontekst

W ciągu ostatnich dziesięcioleci nasze rozumienie struktury Wszechświata dramatycznie ewoluowało. W astrofizycy odkryli nie tylko, że większość materiału była niewidoczna (the materia ciemna ), ale również, że wszechświat rozszerza się wraz ze wzrostem prędkości pod wpływem czynnika nazywany ciemnej energii , braku modyfikacji prawa grawitacji. Tych dwóch składników nie można zaobserwować bezpośrednio, ale ich obecność można wywnioskować z ich wpływu na obserwowalny wszechświat . W ciągu ostatnich lat opracowano kilka metod ujawniania ich cech. Jedną z najskuteczniejszych jest słaba soczewka grawitacyjna . Metoda ta polega na pomiarze deformacji kształtu galaktyk pod wpływem soczewki grawitacyjnej widzialnej i ciemnej materii obecnej między Ziemią a tymi galaktykami. Stopień zniekształcenia umożliwia wywnioskowanie, jak rozkłada się ciemna materia, odejmując wpływ obserwowalnej materii. Co więcej, mierząc przesunięcie ku czerwieni galaktyk w tle (odzwierciedlające wiek zdjęcia galaktyki), możemy oszacować, jak zjawisko zniekształceń ewoluowało w czasie. Zaletą tej metody jest to, że stanowi ona bezpośredni środek pomiaru, który nie zależy od założeń dotyczących rozkładu materii widzialnej i ciemnej materii .

Historia projektu

W maju 2008 roku Zespół Doradczy Praca z Europejskiej Agencji Kosmicznej zdefiniowane cechy misji kosmicznych przeznaczonych do badania ciemnej energii . Przewidywane metody wykrywania są w pierwszej kolejności przedmiotem długich debat oraz pogłębionych symulacji i badań, ponieważ ich skuteczność początkowo nie jest oczywista. Misja nosi nazwę Euclid, akronim od EUropean Cosmic all sky Badacz ciemnego wszechświata (odnosząc się do Euklidesa , greckiego matematyka uważanego za ojca geometrii ). Projekt Euclid jest kontynuacją europejskiej misji Planck . Ten ostatni sporządził mapę struktury pierwotnego Wszechświata ( przesunięcie ku czerwieni około 1100), podczas gdy Euklides ma na celu zmapowanie ewolucji struktur Wszechświata między okresem zidentyfikowanym do tej pory przez przesunięcie ku czerwieni równe 2. Euclid analizuje materię widzialną i ciemną materię zagregowaną i rozprowadzoną, aby wywnioskować tempo ekspansji Wszechświata w różnym czasie.

Euclid jest proponowany jako druga misja klasy średniej (M2) programu naukowego Cosmic Vision (2015-2025) Europejskiej Agencji Kosmicznej . Misje te mają budżet agencji ograniczony do około 500 milionów euro, a Euclid ledwo mieści się w tym pułapie. Euclid został wybrany w październiku 2011 roku wraz z Solar Orbiter , pod koniec procesu selekcji rozpoczętego latem 2007 roku, który przeciwstawił go w finale PLATO . Jego start zaplanowano na 2022 r. W czerwcu 2012 r. Europejska Agencja Kosmiczna powierzyła konsorcjum Euclid odpowiedzialność za misję, restytucję wytworzonych danych oraz opracowanie obu instrumentów naukowych. Konsorcjum skupia blisko 1000 naukowców i około 100 laboratoriów badawczych. W połowie 2013 roku ESA wybrany ustanowienie włoski ( Turyn ) z Thales Alenia Space na budowę satelity natomiast produkcja modułu, w którym Euklides ładowność (teleskop i instrumenty) został zintegrowany powierzono ustanowienia Tuluzie z firma Airbus Defence and Space . NASA jest również współpracownikiem projektu: zapewnia 20 detektorów fotometr działających w najbliższej NISP podczerwieni, ponieważ tylko steruje powiązaną technologii w zamian za 40 amerykańskich naukowców z misji. Opracowanie imagera powierzono zespołowi instytutów badawczych pod kierunkiem Mullard Space Science Laboratory (Wielka Brytania), natomiast spektrograf prowadzony jest pod kierunkiem Laboratoire d'astrophysique de Marseille (LAM).

W grudniu 2015 r. rozpoczęto budowę modelu lotu Euclid po pozytywnym zakończeniu wstępnego przeglądu definicji, który miał miejsce jesienią.

Porównanie charakterystyk głównych teleskopów kosmicznych światła widzialnego
Funkcja Hubble Euklides Xuntian PIERWSZY
Data uruchomienia 1990 2022 2022 około 2025
Długości fal Ultrafiolet (200-400 nm)
Widoczny
(400-900 nm) Bliska podczerwień (900-1700 nm)		 Widoczny (550-900 nm) Bliska
podczerwień (900-2000  nm )		 Ultrafiolet (255-400 nm)
Widoczny
(400-900 nm) Bliska podczerwień (900-1700 nm)		 Widoczny (600-900 nm)
Bliska podczerwień (900-2000  nm )
Otwarcie 2,4 m² 1,2 m² 2 mln 2,4 m²
Rozdzielczość kątowa 0.1 sekundy łukowej > 0,2 sekundy łukowej 0,15 sekundy łukowej > 0,2 sekundy łukowej
Pole widzenia 0,17 ° x 0,17 ° 0,55° x 0,55°5 1,1 ° x 1,1 ° 0,28 ° x 0,28 °
Optyczny Ritchey-Christian Korsch Korsch poza osią System anastygmatyczny z trzema lustrami

Cele naukowe i metoda wykrywania

Euclid będzie badał historię ekspansji Wszechświata (myśli, że rządzi nim ciemna energia ) oraz powstawania struktur kosmicznych , mierząc rozkład ciemnej materii i galaktyk w nim Wszechświat i ewolucję tego rozkładu od Wielkiego Wybuchu . Można to wyjaśnić raczej po prostu jako część obecnej teorii grawitacji, teoria ogólnej teorii względności z Einsteinem , którego równania zawierać termin nazwie stała kosmologiczna dobrze symulujące efekty ciemnej energii. Ale dla niektórych fizyków i astrofizyków byłaby to prawdziwa zagadka niosąca w sobie rewolucję dla fizyki fundamentalnej , sugerującą istnienie nowej interakcji lub modyfikacji Ogólnej Teorii Względności. Eksploracja głębokiej natury ciemnej energii będącej poza zasięgiem misji Plancka , Euclid jest komplementarną misją kosmologiczną i stanowi kontynuację Plancka i wielkich misji kosmicznych współczesnej kosmologii .

Stosowane metody opierają się na pomiarach ścinania grawitacyjnego i odległości galaktyk metodą spektroskopii . Ścinanie grawitacyjne jest konsekwencją odchylenia promieni świetlnych generowanych przez obecność materii, która lokalnie modyfikuje krzywiznę czasoprzestrzeni  : światło emitowane przez galaktyki , a więc i obrazy, które otrzymujemy, są zniekształcone przez grawitacyjne oddziaływanie materii występującej pomiędzy je i Ziemię . Materia ta składa się z niewielkiej części widocznych galaktyk, znajdujących się na drodze światła, ale jest to głównie materia ciemna . Mierząc te deformacje, możemy zlokalizować ciemną materię, ocenić jej ilość i poznać rozkład we Wszechświecie. Spektroskopia galaktyk umożliwia pomiar przesunięć spektralnych galaktyk i określanie odległości za pomocą prawa Hubble'a . W ten sposób udaje nam się zrekonstruować trójwymiarowy rozkład populacji galaktyk we Wszechświecie.

Na podstawie tych danych można jednocześnie analizować statystyczne właściwości rozkładów ciemnej materii i galaktyk oraz opisywać ich ewolucję w czasie. To właśnie te właściwości i ich ewolucja są oznakami natury ciemnej energii . Jednak różnice między różnymi konkurującymi hipotezami dotyczącymi ciemnej energii są tak małe, że tylko projekty obserwacji astronomicznych na dużą skalę, obejmujące niezwykle precyzyjne pomiary, takie jak te przewidywane za pomocą Euklidesa, mogą dostarczyć decydujących odpowiedzi na pytania fizyków.

Główne oczekiwane rezultaty

Podczas pierwotnej misji Euclid musi obserwować całe niebo z wyjątkiem regionów ekliptyki płaszczyźnie i galaktycznej płaszczyzny w Drodze Mlecznej . Obserwacje te muszą obejmować obszar 15 000 stopni² i umożliwiać obserwację obiektywów w świetle widzialnym do pozornej wielkości 24,5. Długotrwałe obserwacje ograniczonych obszarów przestrzeni (łączna powierzchnia 40 stopni²) pozwolą na obserwację obiektów o pozornej wielkości 26,5 magnitudo. Obserwacje te powinny umożliwić zastosowanie dwóch rodzajów metod:

Ostatecznym celem misji jest wyznaczenie parametrów równania relacji ciśnienia ciemnej energii do jej gęstości z dokładnością 2% w odniesieniu do jej części stałej oraz 10% dla składowej odzwierciedlającej ciemną energię. tej presji w czasie (to znaczy związane z przesunięciem ku czerwieni). Dzięki tym parametrom ogólna teoria względności mogłaby wyjaśnić obserwowany Wszechświat, wprowadzając stałą kosmologiczną uwzględniającą tempo ekspansji Wszechświata i obecność ciemnej materii. Jednak równanie to pozostałoby niezgodne ze standardowym modelem fizyki cząstek elementarnych . Ponadto istnienie znacznej zmienności współczynnika określającego ciśnienie ciemnej energii sugerowałoby albo istnienie nowego składnika ciemnej energii, albo konieczność przeglądu ogólnej teorii względności.

Inne wyniki

Poza swoim głównym celem misja Euclid musi umożliwić zidentyfikowanie, w ramach ogólnych i dalekosiężnych kampanii obserwacyjnych, kilku miliardów nowych obiektów, które będą stanowić nowe cele dla obserwatoriów naziemnych i kosmicznych ALMA, JWST, E-ELT i TMT oraz generować synergie z danymi gromadzonymi przez obserwatoria LSST, GAIA, e-ROSITA i SKA. Dla niektórych typów obiektów, oto skwantyfikowane szacunki dokonanych odkryć oczekiwanych od Euklidesa (liczba w nawiasach to liczba znanych obiektów w 2013 r.):

Strategia obserwacji

Aby ograniczyć wahania temperatury, Euclid prowadzi obserwacje, kierując teleskop w kierunku prostopadłym do kierunku Słońca, utrzymując kąt między 3° a +10° z tym ostatnim. Rejon ekliptyki widoczny jest przez 2 krótkie okresy jednego tygodnia w semestrze, podczas gdy bieguny ekliptyki są obserwowalne niemal na stałe. Każdy obszar przestrzeni jest przedmiotem sekwencji obserwacji trwających 4362 sekundy. Każda z tych faz jest podzielona na cztery sekwencje po 973 sekundy, podczas których dwa instrumenty (spektrograf i imager) pracują razem przez 565 sekund, a następnie spektrograf używa różnych filtrów, podczas gdy kamera pod wpływem wibracji koła filtrów jest dezaktywowana. Po zakończeniu czterech sekwencji teleskop jest skierowany na inny obszar przestrzeni w ramach manewru, który trwa maksymalnie 290 sekund. Znaczną część misji (około 6 miesięcy) zajmują operacje kalibracji.

Charakterystyka techniczna

Do prowadzenia obserwacji Euclid wykorzystuje teleskop, który wraz z modułem obsługowym tworzy zespół o długości 4,5 metra o średnicy 3,74 metra i masie sięgającej 2,1 tony. Wymiary te są zgodne z objętości wewnętrznej dostępnej pod owiewką z tej Sojuz wyrzutni . Euclid składa się z trzech podzespołów: platformy , która łączy w sobie wyposażenie umożliwiające operowanie statkiem kosmicznym (energia, telekomunikacja, napęd, kontrola orientacji, system mocowania na wyrzutni) oraz zawiera część elektroniki przyrządu oraz payload (skrót PLM od Payload Module ), utworzony z jednej strony z części optycznej, a z drugiej z dwóch przyrządów (kamera i spektrografu) analizujących zebrane promieniowanie.

Część optyczna

Element optyczny składa się z trzech lustra Korsch teleskopu , ze zwierciadła głównego (M1), 1,2 m średnicy, która pokrywa pole 1,25 x 0,727  ° 2 . Całość utrzymywana jest w temperaturze 130 kelwinów , przy stabilności termicznej poniżej 50 milikelwinów, aby uniknąć mechanicznych odkształceń. Ogniskowa wynosi 25,4 metra. Zwierciadło wtórne M2 ma trzy stopnie swobody i system korekcji nachylenia, aby umożliwić utrzymanie oczekiwanej wydajności. Zwierciadła i konstrukcja je podtrzymująca wykonane są z węglika krzemu , materiału charakteryzującego się niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej, sztywnością i niską wrażliwością na promieniowanie.

Instrumenty

Euclid posiada dwa instrumenty, jeden do światła widzialnego (VIS), a drugi do promieniowania podczerwonego (NISP), które są odpowiedzialne za analizę zebranego światła, aby umożliwić wywnioskowanie morfometrycznych, fotometrycznych i spektroskopowych badań galaktyk.

Kamera światła widzialnego VIS

VIS (Visible) to kamera szerokokątna, której detektor składa się z mozaiki CCD e2v 6x6 składającej się z 600 milionów pikseli . To analizuje promieniowanie światła widzialnego (0,55-0,92 μm). Instrument odpowiada za pomiar deformacji obrazu galaktyk;

NISP podczerwieni spektro-Imager

NISP (ang. Near Infrared Spectrometer and Photometer ) to spektrofotometr, którego detektor składa się z mozaiki 4x4 detektorów Teledyne H2RG wrażliwych na promieniowanie w zakresie bliskiej podczerwieni (1 do 2 μm ) i ma 65 milionów pikseli, z których każdy pokrywa 0, 7 łuku druga. Przyrząd ma dwa tryby pracy. Jako fotometr (zliczanie fotonów) może współpracować z 3 różnymi szerokopasmowymi filtrami częstotliwości: Y [900-1192] nm, J [1192-1544] nm i H [1544-2000] nm. Jako spektrograf posiada 4 grysmy o niskiej rozdzielczości spektralnej (R=380 dla źródła o średnicy 0,5 sekundy łukowej), które pozwalają na rozkład widma światła w paśmie spektralnym położonym w czerwieni (1250 nm) - 1850 nm) lub w kolorze niebieskim (920 nm - 1250 nm). Spektrometr jest bezszczelinowy, co oznacza, że ​​widmo jest „rozproszone” na obrazie z możliwymi nakładami się widm kilku pobliskich gwiazd. Aby móc rozdzielić widma, które są zbyt bliskie, obraz jest wykonywany w trzech różnych orientacjach (0°, 90° i 180°).

Instrument ten powinien umożliwiać:

  1. z grubsza oszacować, za pomocą fotometrii widzialnej uzyskanej z ziemi równolegle z misją, przesunięcia ku czerwieni , a tym samym odległości, miliardów galaktyk za pomocą fotometrii wielobarwnej ( fotometryczne przesunięcie ku czerwieni ); i
  2. użyć spektrometru, który analizuje widmo światła w bliskiej podczerwieni (1 do 2 μm), a także mierzy odległości milionów galaktyk. W porównaniu z opisaną powyżej metodą fotometryczną liczba tak badanych galaktyk jest zatem mniejsza, ale z drugiej strony precyzja jest 10 razy lepsza. Instrument ten dostarcza również danych do określania drgań akustycznych barionów .

Platforma

Architektura

Platforma ( moduł serwisowy skrócona SVM) łączy urządzenia pozwalającego sonda do pracy (energia, telekomunikacja, napędu, sterowania orientacja), system mocowania na wyrzutni, a także gorące części elektroniki. Instrumentów. Składa się z podstawy o zewnętrznym kształcie nieregularnego sześciokąta, której środkowa część w kształcie stożka styka się z jednej strony z wyrzutnią, az drugiej z ładunkiem. Sercem platformy jest zbiornik hydrazyny (w pozycji centralnej) oraz cztery zbiorniki azotu w pozycji peryferyjnej. Skrzynki na różne urządzenia są przymocowane do wewnętrznej powierzchni przegród bocznych platformy. Wyposażenie zewnętrzne dołączone do platformy obejmuje antenę o wysokim zysku, trzy anteny o niskim zysku, silniki rakietowe działające na hydrazynie lub na zimny gaz oraz kolektory słoneczne. Platforma łączy się z ładunkiem (instrumenty i teleskop) za pomocą trzech dwójnogów z włókna szklanego, składających się z 6 punktów mocowania po stronie platformy, rozmieszczonych na obwodzie stożkowej konstrukcji o średnicy 2,25 metra i trzech punktów mocowania po stronie ładunku. Ten system mocowania zapobiega przenoszeniu odkształceń platformy związanych ze zmianami termicznymi na ładunek. Dolna część stożka środkowego, o średnicy 1,666 metra, składa się z adaptera umożliwiającego przymocowanie Euclida do wyrzutni.

Izolacja cieplna

Izolacja jest szczególnie ostrożna, aby uzyskać wysoką stabilność termiczną, niezbędną do tego, aby nie zniekształcić ustawienia optycznego. Osłona przeciwsłoneczna (SSH od Sun Shield) chroni cały teleskop przed promieniowaniem słonecznym, a do tego rozciąga się na całej długości i szerokości twarzy wystawionej na działanie gwiazdy. Oparty jest na polimerowej konstrukcji wzmocnionej włóknem węglowym , składającej się z dwóch pionowych dźwigarów z poprzecznymi usztywnieniami oraz dwóch słupków wystających ukośnie i spoczywających na górnej części platformy. Zewnętrzna powierzchnia osłony przeciwsłonecznej jest pokryta trzema identycznymi panelami słonecznymi, których wewnętrzna powierzchnia jest pokryta kaptonem tworzącym izolację termiczną. W górnej części osłony przeciwsłonecznej trzy zmniejszające się przegrody powinny zmniejszać ugięte światło w kierunku tubusu teleskopu. Panele narożne po obu stronach osłony przeciwsłonecznej zwiększają izolację termiczną płaszczyzny ogniskowej instrumentu VIS.

Kontrola postaw

Platforma jest stabilizowana w 3 osiach , co oznacza, że ​​jej orientacja jest ustalona w przestrzeni. System kontroli położenia utrzymuje orientację teleskopu skierowanego w stronę celu, z dokładnością mniejszą niż 75 milisekund łuku . Do pomiaru orientacji wykorzystuje się jednostkę bezwładnościową , trzy celowniki gwiazdowe oraz precyzyjny system naprowadzania wykorzystujący gwiazdy prowadzące, których położenie jest rejestrowane za pomocą 4 detektorów CCD umieszczonych w płaszczyźnie ogniskowej kamery VIS. Wskazywanie odchylenia są korygowane za pomocą silników odrzutowych gazów zimnego (2 grupy po 6 popychaczami przesiedlające azotu ) zapewniających naciskowi rzędu mikro Newtona . Cztery koła reakcyjne (w tym zapasowe) służą do korygowania dużych odchyleń celowania (50 do 100 sekund kątowych ) i zmiany orientacji teleskopu w inne rejony przestrzeni. Euclid pobiera około 70 kilogramów azotu pod ciśnieniem, co wystarcza na okres 7 lat z marginesem błędu 100%.

Korekty orbity i kontrola orientacji w nienaukowych fazach misji (tranzyt między Ziemią a punktem Lagrange'a, comiesięczna korekta orientacji, wycofana z eksploatacji orbita cmentarzyska) są przeprowadzane za pomocą dwóch zestawów redundantnych silników rakietowych o ciągu jednostkowym 20 niutonów zużywających hydrazyna . Jest on przechowywany w zbiorniku o pojemności 137,5 kg.

Energia

Energia elektryczna jest dostarczana przez trzy panele słoneczne przymocowane do osłony przeciwsłonecznej, które wytwarzają od 1780 do 2430 watów. Wartość ta zmienia się w zależności od orientacji teleskopu i wraz ze starzeniem się ogniw słonecznych. Baterie, które są potrzebne tylko podczas startu, mają moc 419 watów.

Telekomunikacja

System telekomunikacyjny jest obciążony dużym zapotrzebowaniem, ponieważ dzienna ilość przesyłanych danych wynosi 850 gigabitów : wykorzystuje pasmo Ka, które pozwala na przesyłanie danych naukowych z prędkością 55 megabitów /s podczas zmian trwających 4 godziny na dobę, gdy Cebreros w zasięgu wzroku znajduje się stacja z 35-metrową anteną satelitarną . Euclid musi mieć pojemność co najmniej 300 gigabajtów.

Przebieg misji

Misja Euclid ma zostać umieszczona na orbicie w 2022 roku przez rakietę Sojuz lub rakietę Ariane 62 wystrzeloną z bazy Kourou . Po 30-dniowym tranzycie zostaje umieszczony na orbicie Lissajous o dużej amplitudzie (około 1 miliona km) wokół punktu Lagrange'a  L 2 układu Słońce - Ziemia .

Podczas swojej misji, która powinna trwać co najmniej 6 lat, Euclid musi obserwować około 15 000 stopni², czyli około jednej trzeciej sklepienia niebieskiego znajdującego się naprzeciwko Drogi Mlecznej . Do tego odczytu zostaną dodane obserwacje około 10 razy głębsze wskazujące na dwa pola znajdujące się w pobliżu biegunów ekliptyki i każde obejmujące 20 stopni². Będą one regularnie odwiedzane przez cały czas trwania misji i będą służyć jako dane kalibracyjne i kontrola stabilności działania teleskopu i instrumentów, a także dane naukowe do obserwacji galaktyk i najodleglejszych kwazarów Wszechświata.

Dla fotometrycznych pomiarów przesunięcia ku czerwieni galaktyk, dane z teleskopu Euclid muszą być uzupełnione fotometrią w co najmniej 4 filtrach widzialnej domeny. Będzie on uzyskiwany za pomocą teleskopów naziemnych operujących na półkuli północnej i południowej, tak aby objąć całe 15 000 stopni² misji. W sumie każda galaktyka obserwowana przez Euclid będzie miała informacje fotometryczne w co najmniej 7 różnych filtrach obejmujących cały zakres 460-2000  nm .

Euklides będzie obserwować około 10 miliardów źródeł astronomicznych. Dla ponad miliarda z nich odkształcenie grawitacyjne będzie mierzone z dokładnością 50 razy lepszą niż to, co jest możliwe dzisiaj z teleskopów naziemnych. Oczekuje się, że Euclid określi przesunięcia widmowe dla 50 milionów z nich.

Przetwarzanie danych naukowych

Instrument dostarcza szczególnie dużą ilość danych, co komplikuje jego naukową eksploatację. Jest to wspierane przez europejskie konsorcjum ponad 1200 osób w ponad 100 laboratoriach w 16 krajach (Niemcy, Austria, Belgia, Dania, Hiszpania, Finlandia, Francja, Włochy, Norwegia, Holandia, Portugalia, Rumunia, Wielka Brytania, Szwajcaria, Kanada i Stany Zjednoczone). Euclid Konsorcjum jest również odpowiedzialny za budowę dwóch instrumentów, rozwoju i realizacji łańcucha przetwarzania i analizy zebranych danych, a na końcu ich interpretacja naukowych. Laboratoria Konsorcjum są wspierane przez narodowe agencje kosmiczne, które gwarantują zobowiązania każdego kraju, oraz krajowe struktury badawcze (agencje badawcze, obserwatoria czy uniwersytety). Wsparcie to zapewnia dodatkowe zasoby poza zasobami ESA i stanowi około 30% całkowitych kosztów misji.

Ze względu na swoją objętość, różnorodność (naziemna i kosmiczna, światło widzialne i podczerwone, morfometria, fotometria i spektroskopia) oraz wymagany poziom precyzji pomiaru, przetwarzanie i analiza danych misji Euclid wymagają znacznej staranności i wysiłku, co sprawia, że ​​jest to kluczowy element sukcesu. . ESA, agencje krajowe i konsorcjum Euclid inwestują zatem dużo w tworzenie silnych grup badaczy i inżynierów o bardzo wysokim poziomie wiedzy specjalistycznej w zakresie algorytmów, rozwoju, testowania i walidacji oprogramowania, a nie obliczeń, archiwizacji i danych infrastruktury dystrybucyjne. Oczekuje się, że w sumie 9 centrów danych rozmieszczonych w krajach członkowskich konsorcjum będzie przetwarzać co najmniej 10 petabajtów nieprzetworzonych obrazów w ciągu 10 lat, aby do około 2028 r. stworzyć bazę danych obrazów i katalogów udostępnionych online dla społeczności naukowej.

Z ogromnym zasięgiem nieba i katalogami miliardów gwiazd i galaktyk, naukowe zainteresowanie danymi misji wykracza poza ramy kosmologii . Baza ta będzie służyć całemu światowemu środowisku astronomicznemu przez dziesięciolecia jako źródło nowych obiektów astronomicznych do obserwacji za pomocą teleskopów JWST , E-ELT , TMT , ALMA , SKA czy LSST .

Uwagi i referencje

Uwagi

Bibliografia

  1. (w) Edo van Uitert i Tim Schrabback, „  Biuletyny Euclid # 1: Badanie kosmosu ze słabym soczewkowaniem  ” na Consortium Euclid ,1 st czerwiec 2012
  2. (w) René Laureijs, „  Euclid Newletter Winter 2017: Update frome The Euclod Project Scientist  ” o Konsorcjum Euclid ,zima 2017
  3. Racca 2016 , s.  2
  4. (w) ESA „  Timeline for selection of M-class missions  ” na http://sci.esa.int (dostęp 29 stycznia 2011 )
  5. (w) ESA „  Pełny plan misji Dark Universe  ” na http://sci.esa.int , 2 czerwca 2012
  6. (w) ESA, „  Tales Alenia Space rozpoczyna budowę Euclid  ” na http://sci.esa.int , 8 lipca 2013 r.
  7. (w) ESA „  Euclid to probe probe dark Universe with Astrium science building Module  ” na http://sci.esa.int ,11 czerwca 2013
  8. (w) ESA, „  NASA dołącza do ciemnego uniwersum ESA 'Mission  ' na http://sci.esa.int , 24 stycznia 2013 r.
  9. CNES , "  NASA dołącza do misji ESA 'dark Universe '  ” , na CNES ,24 stycznia 2013 r.
  10. CNES , „  Konstrukcja Euklidesa zatwierdzona!  » , W CNES , 17 grudnia 2015
  11. (w) Zhang Xuejun, „  Wprowadzenie do Stacji Chińskiego Teleskopu Kosmicznego  ” ,16 października 2017 r.
  12. (w) „  Misja – podstawowa nauka  ” w Konsorcjum Euclid (dostęp 21 kwietnia 2018 )
  13. (w) „  Misja – Inna nauka  ” w Konsorcjum Euclid (dostęp 21 kwietnia 2018 )
  14. (w) Marc Kuchner, „  Sto trzydzieści jeden brązowych krasnoludków  ” na Backyard Worlds Planet 9 ,15 lipca 2019 r.(dostęp 17 lutego 2020 )
  15. Racca 2016 , s.  3-4
  16. (w) ESA „  Euclid – Spacecraft – Introduction  ” na http://sci.esa.int (dostęp 29 stycznia 2011 )
  17. (w) „  The Mission – Payload Module (PLM)  ” na Consortium Euclid (dostęp 21 kwietnia 2018 )
  18. (w) ESA „  Euclid – Spacecraft – Payload  ” na http://sci.esa.int (dostęp 29 stycznia 2011 )
  19. (w) „  Misja – instrument VIS  ” na temat Konsorcjum Euclid (dostęp 21 kwietnia 2018 r. )
  20. (w) „  Misja – Instrument NISP  ” , na temat Konsorcjum Euclid (dostęp 21 kwietnia 2018 r. )
  21. Racca 2016 , s.  5
  22. Racca 2016 , s.  8-9
  23. Racca 2016 , s.  9
  24. Racca 2016 , s.  6-7
  25. (w) ESA „  Euclid – Spacecraft – Service Module  ” na http://sci.esa.int (dostęp 29 stycznia 2011 )
  26. (w) ESA „  Euclid - Mission Operations  ” na http://sci.esa.int (dostęp 29 stycznia 2011 )
  27. (w) „  Arianespace i ESA ogłaszają kontrakt na wystrzelenie satelity Euclid w celu poszukiwania ciemnej energii  ” na www.esa.int (dostęp 8 stycznia 2020 r. )

Dokumenty referencyjne

Publikacje Europejskiej Agencji Kosmicznej
  • (en) ESA, Raport końcowy z oceny misji (czerwona księga) ,2011, 116  s. ( przeczytaj online )
Publikacje konsorcjum EuclidArtykuły naukoweInne dokumenty
  • Vivien Scottez, Clustering redshift: nowe okno na wszechświat , HA,2008, 174  s. ( przeczytaj online )Teza o głównej metodzie pomiaru stosowanej przez Euclid
Filmowane konferencje

Zobacz również

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne