ESA's exoplaneetmissie Ariel, gepland voor lancering in 2029, is van studie naar uitvoeringsfase gegaan, waarna een industriële aannemer zal worden geselecteerd om het ruimtevaartuig te bouwen.

Ariël, de atmosferische remote-sensing infrarood exoplaneet grote onderzoeksmissie, behandelt een van de belangrijkste thema's van ESA's Cosmic Vision-programma:wat zijn de voorwaarden voor planeetvorming en het ontstaan ​​van leven? Ariel gaat onderzoeken waar exoplaneten van gemaakt zijn, hoe ze gevormd zijn en hoe ze evolueren, door een gevarieerde steekproef van ongeveer 1000 planetaire atmosferen tegelijkertijd in zichtbare en infrarode golflengten te onderzoeken.

Het is de eerste missie gewijd aan het meten van de chemische samenstelling en thermische structuren van exoplaneten, ze te koppelen aan de omgeving van de gastster. Dit zal een aanzienlijke leemte opvullen in onze kennis over hoe de chemie van de planeet is gekoppeld aan de omgeving waar deze is gevormd, of het type gastster de fysica en chemie van de evolutie van de planeet aandrijft.

Observaties van deze werelden zullen inzicht geven in de vroege stadia van planetaire en atmosferische vorming, en hun daaropvolgende evolutie, in het proces helpt het ons ook om te begrijpen hoe ons eigen zonnestelsel in het grotere geheel van de totale kosmos past.

Ariel werd in 2018 geselecteerd als de vierde middelgrote wetenschappelijke missie in het Cosmic Vision-plan van ESA. Het werd door ESA aangenomen tijdens de vergadering van het Wetenschapsprogrammacomité van het Agentschap op 12 november, de weg vrijmaken voor de bouw.

"Ariel zal planetaire wetenschap mogelijk maken tot ver buiten de grenzen van ons eigen zonnestelsel, " zegt Günther Hasinger, Wetenschapsdirecteur van ESA. "De adoptie van Ariel bevestigt de toewijding van ESA aan onderzoek naar exoplaneten en zal ervoor zorgen dat Europese astronomen het komende decennium en ver daarna in de voorhoede van dit revolutionaire veld zullen staan."

Ariel wordt de derde speciale exoplaneetmissie van ESA die binnen een periode van tien jaar wordt gelanceerd. waarbij elke missie een uniek aspect van de exoplaneetwetenschap aanpakt. Cheops, de kenmerkende ExOplanet-satelliet, gelanceerd in december 2019, produceert nu al wetenschap van wereldklasse. Plato, de PLAnetaire Transits en Oscillaties van sterren missie, zal in het tijdsbestek van 2026 worden gelanceerd om extrasolaire planetaire systemen te vinden en te bestuderen, met een speciale nadruk op rotsachtige planeten rond zonachtige sterren in de bewoonbare zone - de afstand tot een ster waar vloeibaar water kan bestaan ​​op het oppervlak van een planeet. Ariël, gepland voor lancering in 2029, zal zich richten op warme en hete planeten, variërend van superaarde tot gasreuzen die dicht bij hun moedersterren draaien, profiteren van hun goed gemengde atmosfeer om hun bulksamenstelling te ontcijferen.

In de komende maanden, industrie zal worden gevraagd biedingen uit te brengen voor de levering van hardware voor ruimtevaartuigen voor Ariel. Volgend jaar zomer, de belangrijkste industriële aannemer zal worden geselecteerd om het te bouwen.

De payload-module van de missie, die een cryogene telescoop van één meter en bijbehorende wetenschappelijke instrumenten omvat, wordt verzorgd door het Ariel Mission Consortium. Het consortium omvat meer dan 50 instituten uit 17 Europese landen. NASA draagt ​​ook bij aan het laadvermogen.

"Na een intensieve periode gewerkt te hebben aan de voorlopige ontwerpconcepten en aan de consolidering van de benodigde technologieën om de haalbaarheid van de missie aan te tonen, we zijn klaar om Ariel naar de implementatiefase te brengen, ", zegt ESA's Ariel-studiemanager Ludovic Puig.

De spectrometers van de telescoop zullen de chemische vingerafdrukken van een planeet meten terwijl deze voor - doorgaat - zijn gastheerster kruist, of gaat erachter - een occultatie. De metingen zullen astronomen ook in staat stellen om het dimmen van de gastster door de planeet te observeren met een precisie van 10-100 delen per miljoen ten opzichte van de ster.

Ariel zal in staat zijn om tekenen van bekende ingrediënten in de atmosfeer van de planeten te detecteren, zoals waterdamp, kooldioxide en methaan. Het zal ook meer exotische metaalverbindingen detecteren om de algehele chemische omgeving van het verre zonnestelsel te ontcijferen. Voor een select aantal planeten, Ariel zal ook een diepgaand onderzoek van hun wolkensystemen uitvoeren en seizoens- en dagelijkse atmosferische variaties bestuderen.

"Met Ariel zullen we de karakterisering van exoplaneten naar een hoger niveau tillen door deze verre werelden te bestuderen, zowel als individuen als, belangrijk, als populaties, veel gedetailleerder dan ooit tevoren mogelijk, ", zegt ESA's Ariel-onderzoekswetenschapper Göran Pilbratt.

"Onze chemische telling van honderden zonnestelsels zal ons helpen elke planeet te begrijpen in de context van de chemische omgeving en samenstelling van de gastster, op zijn beurt ons helpen om onze eigen kosmische omgeving beter te begrijpen, ", voegt ESA's Ariel-projectwetenschapper Theresa Lueftinger toe.

"We zijn verheugd om de implementatiefase van de Ariel-missie in te gaan, " zegt ESA's Ariel-projectmanager Jean-Christophe Salvignol. "We zijn op weg naar het optimale ruimtevaartuigontwerp voor het beantwoorden van fundamentele vragen over onze plaats in de kosmos."

Ariel staat gepland voor lancering op ESA's nieuwe Ariane 6-raket vanuit de Europese ruimtehaven in Kourou, Frans Guyana. Het zal opereren vanuit een baan rond het tweede zon-aarde Lagrange-punt, L2, 1,5 miljoen kilometer direct achter de aarde gezien vanaf de zon, op een eerste missie van vier jaar. De door ESA geleide Comet Interceptor-missie zal de rit naar de ruimte delen.