Живший в III веке до нашей эры математик Евклид был очень умён. Считается, что это именно он однажды утром за чашечкой горячего какао вдруг решил, что через 23 века детям будет довольно легко даваться школьная программа, и придумал геометрию (шутка).
Сегодня мы поговорим не о древних учёных. А о весьма интересном космическом проекте Европейского космического агентства (ЕКА). Это космический телескоп «Евклид», который 1 июля 2023 года стартовал при помощи ракеты «Фалкон-9», и направился на гало-орбиту вокруг точки L2 системы Земля-Солнце.
Эта точка находится в 1,5 миллионах километров от Земли.
Проект «Евклид» стартовал в 2012 году как вторая миссия среднего типа (М2) Европейского космического агентства (ЕКА), целью которой является изучение тёмной материи и такой же по цвету энергии.
Благодаря телескопу с главным зеркалом диаметром 1,2 метра и двум научным инструментам, VIS и NISP, «Евклид» во время своей основной миссии будет наблюдать форму и светимость 1,5 миллиардов галактик, и выполнит до 35 миллионов измерений их красных смещений, чтобы астрономы могли лучше понять природу самых далёких уголков космоса.
Стоимость проекта на текущий момент составляет 1,4 миллиарда евро.
В ноябре 2023 года были опубликованы первые изображения, полученные от «Евклида», и с тех пор телескоп продолжает свою миссию, которая должна продлиться минимум шесть лет.
«Фалкон-9» компании SpaceX (напомню, что изначально телескоп должен был стартовать на корабле «Союз-СТБ» из Французской Гвианы) с большой точностью доставил «Евклид» на траекторию, ведущую к точке L2.
По этой причине из трёх запланированных манёвров коррекции траектории было проведено только два. Первый был осуществлён через сутки после запуска со скоростью дельта-V 2,14 м/с, а второй через три недели с дельта-V 0,19 м/с. Поскольку для достижения гало-орбиты дельта-V была зарезервирована скорость 50 м/с, получилось сэкономить 43 кг гидразина, что продлит срок службы космического телескопа.
«Евклид», масса которого при запуске составляла около 2,2 тонны, должен регулярно корректировать свою гало-орбиту вокруг L2 посредством 50-секундных включений, на каждое из которых расходуется 1 кг гидразина. Для этого космический телескоп имеет запас в 138 кг гидразина, из которых он должен зарезервировать эквивалент дельта-V со скоростью 10 м/с для вывода на солнечную орбиту в конце миссии, чтобы предотвратить загрязнение точки L2 космическим мусором (хотя это очень большой объём пространства).
Космический телескоп «Евклид» прибыл на гало-орбиту точки L2 в конце июля 2023 года, примерно через месяц после старта (сейчас космический аппарат находится на гало-орбите вокруг этой точки размером 400 000 х 800 000 километров).
И всё вроде бы было здорово. Но: ввод в эксплуатацию телескопа вызвал ряд проблем, которые заставили поволноваться команду миссии.
Сначала система наведения FGS (Fine Guidance Sensor) никак не могла зафиксировать положение опорных звёзд, что было весьма скверно, поскольку программа работ телескопа требовала невероятно точного наведения.
К счастью, «простое» обновление системного программного обеспечения «вправило» FGS мозги, и вернуло её к нормальной работе. Позже оказалось, что воздействие космического излучения на датчики было более интенсивным, чем ожидалось. Этот момент пришлось учесть.
Еще одной проблемой стало образование на некоторых поверхностях оптики микроскопического слоя льда (толщиной порядка нанометров). Этот тип загрязнения газами, попавшими на оптику из других частей КА, является вполне нормальным для наблюдательных миссий с оптическими поверхностями. И всё же это настораживало команду.
Анализ показал, что водяной пар исходит из слоёв изоляционного материала (MLI) КА, и проблема оказалась нерешаемой. Но она была «смягчена». Для этого пришлось ввести режим терморегулирования оптических поверхностей таким образом, чтобы они слегка нагревались через определённый период времени для устранения слоя льда. Если бы эта «хитрость» не сработала, наблюдения «Евклида» не имели бы достаточной точности.
Однако самой большой проблемой стало не это. А большее количество солнечного света, который, как оказалось, совершенно спокойно проникает в оптику под определёнными углами по отношению к Солнцу. Эта проблема затрагивает только прибор VIS (NISP имеет слои изолирующего материала, которые блокируют этот свет).
И эта проблема оказалось очень серьёзной (количество дополнительного света, попадающего в оптику, более чем в десять раз превышало ожидаемый минимальный уровень).
Причина этой неисправности пока остаётся достоверно неустановленной, но все указывает на то, что виной всему сопло одного из двигателей. Именно оно отражает свет, который в конечном итоге попадает в оптику.
И эта проблема не имеет решения. Никто не собирается лететь разбираться с соплом, находящимся на расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли. Поэтому единственное, что удалось сделать команде миссии, — это уменьшить диапазон углов, на которых может работать «Евклид».
Такая ситуация - это не просто мелкая неприятность. Она существенно ограничивает ту область неба, которую «Евклид» сможет наблюдать в ходе выполнения работ в рамках основной миссии: 13 245° квадратных градусов неба вместо запланированных 14 000°.
Да, «усушка» составляет всего около 5%. Но это очень много на самом деле. И несомненно повлияет на сроки выполнения основной миссии.
Но в любом случае, учитывая появившуюся проблему, обсерватория в целом может выполнять свою работу. И это главное.
Интересный факт: ежедневно космический телескоп «Евклид» тратит 4 часа на передачу астрономам 826 гигабит сжатых данных через станции Себрерос (Испания) и Маларгуэ (Аргентина).
Только с августа по ноябрь 2023 года «Евклид» отправил на Землю 21 терабайт данных!
Для этого телескоп использует антенну K-диапазона с высоким коэффициентом усиления диаметром 70 см.
Несмотря на то, что «Евклид» является космическим телескопом, он больше похож на такие проекты, как «Планк» или «Гайя». В том смысле, что придётся подождать несколько лет, прежде чем появятся какие-то обработанные массивы научных данных.
И хотя у миссии есть проблемы, «Евклид» всё ещё обещает произвести революцию в нашем понимании природы темной материи и энергии.
Пожелаем же удачи исследователям с планеты Земля!
Всем добра.
Категорически рекомендую:👇
Тем, кто умеет и любит читать*👇
Тем, кто любит комфортно путешествовать*👇
Тем, кто хочет стать моим лучшим другом!*👇
*Реклама ООО Яндекс ИНН 7736207543