Na Solar Orbiter, De volgende missie van ESA om de zon te observeren, zal niet één ruimtevaartuig zijn, maar twee:de dubbele satellieten waaruit Proba-3 bestaat, zullen in formatie vliegen om een ​​kunstmatige zonsverduistering te werpen, het openen van het duidelijkste zicht tot nu toe van de zwakke atmosfeer van de zon - het onderzoeken van de mysteries van zijn miljoen graden hitte en magnetische uitbarstingen.

Streven naar lancering medio 2022, Proba-3 bestaat uit twee kleine satellieten op meterschaal die samen in een baan om de aarde worden geplaatst. Ze zullen zich opstellen om een ​​precieze schaduw over de ruimte te werpen om de zonneschijf zes uur per keer te blokkeren tijdens elke 20 uur durende baan, waardoor onderzoekers een blijvend zicht hebben op de directe omgeving van de zon.

Precisie formatie vliegen

"Om dit te bereiken moet het satellietpaar een ongekende precisie van vluchtcontrole bereiken, " legt Proba-3-systeembeheerder Damien Galano uit. "Ze moeten op een gemiddelde afstand van 144 m van elkaar worden uitgelijnd, tot op enkele millimeters nauwkeurig bijgehouden. Door dergelijke precisie-formatievliegtechnieken te bereiken, in de toekomst zouden meerdere kleine satellieten gelijkwaardige taken kunnen uitvoeren als individuele gigantische ruimtevaartuigen."

De focus van Proba-3 zal de zwakke atmosfeer van de zon zijn, of corona, die zich miljoenen kilometers van het zonneoppervlak uitstrekt en de bron is van de zonnewind en coronale massa-ejecties - enorme magnetische uitbarstingen die het ruimteweer tot aan de aarde zelf kunnen beïnvloeden.

De corona is ook de basis van een al lang bestaand wetenschappelijk mysterie:terwijl het oppervlak van de zon een relatief koele 6000 °C is, de corona stijgt tot een zinderende miljoen graden of meer - in schijnbare strijd met de wetten van de thermodynamica.

Maar het verblindende gezicht van de zon maskeert meestal de zwakken, piekerige corona, als een laaiend vreugdevuur naast een vuurvlieg.

De zonnecorona onthullen

"Tot nu toe, de beste manier om de corona kort te zien is tijdens een zonsverduistering op aarde, of anders een 'coronagraaf'-instrument gebruiken dat een of meer blokkerende - of 'occulterende' - schijven bevat om de zonneschijf uit te wissen, ", zegt zonnewetenschapper Andrei Zhukov van de Koninklijke Sterrenwacht van België (KSB).

Hij is de hoofdonderzoeker van Proba-3's belangrijkste ASPIICS (Association of Spacecraft for Polarimetric and Imaging Investigation of the Corona of the sun) telescoop, terwijl hij ook dienst deed als ROB's projectwetenschapper van Solar Orbiter's Extreme Ultraviolet Imager (EUI).

"Maar zonlicht buigt nog steeds rond dergelijke blokkerende schijven - bekend als 'diffractie' - wat kan leiden tot een hoog niveau van strooilicht in een instrument, verslechtering van het resulterende beeld, ", voegt Andrei toe.

"Het idee achter Proba-3 is om dat strooilicht te vervijfvoudigen en tegelijkertijd heel dicht bij de rand van de zon te observeren, door de externe blokkeerschijf ver weg te vliegen van de rest van de telescoop, aan boord van een aparte satelliet.

"Ik kijk uit naar de tijd dat Proba-3 samen met andere zonwaarnemingsmissies opereert. Terwijl de EUI van Solar Orbiter veranderingen op het zonneoppervlak waarneemt in extreem ultraviolet, Proba-3 zal bij zichtbaar licht duidelijk bijbehorende kenmerken in de binnenste corona laten zien, onthullende interacties tussen de zon en zijn omgeving."

Missie krijgt vorm

De missie is geslaagd voor haar "kritische ontwerpbeoordeling, " wat leidt tot de productie en het testen van satelliethardware.

"Het prototype van de externe verduisterende schijf met een diameter van 1,4 m is getest, " legt Delphine Jollet uit, platform systeem engineer.

"Zijn rand, gemaakt van temperatuurbestendig koolstofvezelversterkt polymeer (CFRP), moet aan zeer strenge eisen voldoen om zijn torusvorm precies te behouden, ontworpen om het strooilicht dat over de randen in ASPIICS valt te minimaliseren. Vakkundig vakmanschap is essentieel om de CFRP-lay-out voor te bereiden op het gieten."

"Een secundaire interne verduisterende schijf is in het instrument gemonteerd, deze slechts 3,5 mm in diameter, maar met even strenge dimensionale normen, " merkt Proba-3 payload engineer Jorg Versluys op.

"Dit interne occulter maakt deel uit van het kwalificatiemodel van het ASPIICS-instrument dat wordt getest in gesimuleerde ruimteomstandigheden."