Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Het zicht van Euclides is hersteld

Een artistieke impressie van ESA's Euclides-missie in de ruimte. Het ruimtevaartuig heeft een telescoop van 1,2 meter aan boord die het licht opvangt van bronnen aan de hemel, zoals verre sterrenstelsels. Het licht wordt gericht op de twee wetenschappelijke instrumenten van Euclides:de zichtbare camera VIS die zeer scherpe beelden zal opleveren, en de nabij-infrarood spectrometer en fotometer NISP die zowel beelden als spectroscopische gegevens zal opleveren, over het grootste infrarood gezichtsveld vanuit de ruimte. ESA's Euclides-missie is ontworpen om de samenstelling en evolutie van het donkere universum te onderzoeken. De ruimtetelescoop zal de grootste, meest nauwkeurige 3D-kaart van het heelal in ruimte en tijd creëren door miljarden sterrenstelsels te observeren tot op een afstand van 10 miljard lichtjaar, verspreid over meer dan een derde van de hemel. Euclides zal onderzoeken hoe het heelal is uitgebreid en hoe en hoe grootschalige structuren zijn verdeeld over ruimte en tijd, waardoor meer wordt onthuld over de rol van de zwaartekracht en de aard van donkere energie en donkere materie. Krediet:ESA. Dankbetuiging:Werk uitgevoerd door ATG onder contract voor ESA

Een nieuw ontworpen procedure om de optica van Euclides te ontdooien heeft aanzienlijk beter gepresteerd dan gehoopt. Het licht dat vanaf verre sterren het zichtbare "VIS"-instrument binnenkwam, nam geleidelijk af doordat kleine hoeveelheden waterijs zich ophoopten op de optiek ervan. Missieteams hebben maandenlang een procedure bedacht om individuele spiegels in het complexe optische systeem van het instrument op te warmen, zonder de nauwkeurig afgestelde kalibratie van de missie te verstoren of mogelijk verdere besmetting te veroorzaken. Nadat de allereerste spiegel slechts 34° was opgewarmd, kon Euclides weer zien.



Met een beetje ijs kom je veel

Euclides is op een missie om de geheimen van donkere materie en donkere energie te ontrafelen, waarvan wordt aangenomen dat ze 95% van het universum uitmaken, maar die niet direct kunnen worden waargenomen. Maar elke maand verzamelt zich een paar nanometer ijs – de breedte van een groot molecuul – op de optica van de missie, waardoor er een daling van het licht van verre sterrenstelsels ontstaat.

ESA-teams in heel Europa, in het technische hart van het agentschap in Nederland, het ESOC-missiecontrole in Duitsland en het ESAC science operations center in Spanje, werkten nauw samen met het Euclid Consortium en industriële partners Thales Alenia Space en Airbus Space om onderzoek te doen, onderzoek te doen en tot oplossingen te komen. met een mogelijke oplossing.

"Het was de afgelopen maanden een enorme teaminspanning om de verwarming van geselecteerde spiegels aan boord van Euclid te plannen, uit te voeren en te analyseren, wat resulteerde in het fantastische resultaat dat we nu zien", legt Ralf Kohley uit, Euclid-instrumentwetenschapper en verantwoordelijk voor de anomaliebeoordelingsraad. .

"De spiegels en de hoeveelheid licht die binnenkomt via VIS zullen verder worden gemonitord, en de resultaten van deze eerste test zullen verder worden geanalyseerd terwijl we van dit experiment een kernonderdeel maken van het vliegen en opereren van Euclid."

Eén voor één, en vervolgens groep voor groep, waren ze van plan de spiegels in de optiek van Euclides op te warmen en het effect op het binnenkomende licht te testen. Ze hadden reden om aan te nemen, maar konden niet met zekerheid weten, dat de eerste spiegel die ze zouden verwarmen een spiegel was die ze zouden verwarmen. veroorzaakt de meeste problemen.

Tijdens de eerste maanden van ESA Euclides in de ruimte kwamen sommige watermoleculen die tijdens de assemblage op aarde door delen van het ruimtevaartuig uit de lucht waren geabsorbeerd, geleidelijk vrij. Koude oppervlakken zoals de spiegels in de instrumenten van Euclides hebben de neiging deze moleculen aan te trekken, waar ze een heel dun laagje ijs vormden – de breedte van een DNA-streng. Deze dunne laag begon het zicht van de satelliet te belemmeren. Daarom zijn operatieteams ter plaatse een de-icing-campagne gestart. Ze stuurden opdrachten naar de satelliet om de instrumentspiegels afzonderlijk te verwarmen en de ijslaag te verwijderen. Deze grafiek toont de impact van een van de eerste operaties. Het toont het percentage licht dat door het VIS-instrument van Euclides wordt opgevangen tijdens het verwarmen van een spiegel. Na ongeveer 90 minuten werd de sublimatietemperatuur van ijs bereikt – de temperatuur waarbij ijs in het vacuüm van de ruimte direct in waterdamp kan veranderen. Vanaf deze temperatuur verliep het vrijkomen van ijs snel en werd de laag na nog eens 19 minuten grotendeels verwijderd, toen de spiegel een temperatuur van –117 °C bereikte. Toen het zicht van Euclides in de allereerste fase van de procedure duidelijk werd, konden wetenschappers en ingenieurs vertellen waar het ijs zich precies had gevormd, en waar het zich waarschijnlijk opnieuw zal vormen. Maar het zal eenvoudig zijn om deze gerichte procedure elke zes tot twaalf maanden te herhalen. Credit:ESA/Euclid/Euclid Consortium

Detective uit het donkere universum ziet meer van het licht

‘Het was middernacht bij de ESOC-missiecontrole toen we de eerste twee spiegels in de procedure ontdooiden. We waren heel voorzichtig met onze timing en zorgden ervoor dat we constant contact hadden tussen het ruimtevaartuig en ons grondstation in Malargüe, Argentinië, zodat we konden worden klaar om in realtime te reageren als er afwijkingen zijn", legt Micha Schmidt, Euclid Spacecraft Operations Manager uit.

"Gelukkig verliep alles zoals gepland. Toen we de eerste analyse van de wetenschappelijke experts zagen, wisten we dat ze heel blij zouden zijn:het resultaat was aanzienlijk beter dan verwacht."

Mischa Schirmer, kalibratiewetenschapper voor het Euclid Consortium en een van de belangrijkste ontwerpers van het de-icingplan, legt de resultaten uit.

‘Onze hoofdverdachte, de koudste spiegel achter de belangrijkste optiek van de telescoop, werd verwarmd van –147°C tot –113°C. Het hoefde niet heet te worden, omdat deze temperatuur in een vacuüm voldoende is om al het ijs snel te verdampen. . En het werkte als een tierelier! Bijna onmiddellijk ontvingen we 15% meer licht uit het universum. Ik was er zeker van dat we een aanzienlijke verbetering zouden zien, maar niet op zo'n spectaculaire manier."

Toen het zicht van Euclides in de allereerste fase van de procedure duidelijk werd, konden wetenschappers en ingenieurs vertellen waar het ijs zich precies had gevormd, en waar het zich waarschijnlijk opnieuw zal vormen. "Het 'oog' van Euclides is helder gemaakt, waardoor het zwak licht van verre sterrenstelsels duidelijk kan zien, en meer daarvan dan anders mogelijk zou zijn zonder deze operatie", legt Reiko Nakajima, VIS-instrumentwetenschapper, uit.

"We verwachten dat ijs het zicht van het VIS-instrument in de toekomst opnieuw zal vertroebelen. Maar het zal eenvoudig zijn om deze selectieve decontaminatieprocedure elke zes tot twaalf maanden te herhalen en met zeer weinig kosten voor wetenschappelijke observaties of de rest van de missie."

Na maanden van onderzoek door wetenschappers en ingenieurs uit heel Europa, late nachten bij ESA's ESOC-missiecontrole en 100 minuten gerichte warmte, is het zicht van Euclides beschermd. Deze onderzoeken, en de ongelooflijke resultaten, zullen ook toekomstige satellieten helpen die waarschijnlijk met hetzelfde, veel voorkomende ijzige probleem te maken zullen krijgen.

Geleverd door European Space Agency




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Hoe Punnett Squares
  2. Voortdurend op jacht naar voedsel:bruinvissen zijn kwetsbaarder dan eerder werd gedacht voor verstoringen door mensen
  3. Cyanobacteriële studies onderzoeken de celstructuur tijdens stikstofgebrek
  4. Glimlachende menselijke gezichten zijn aantrekkelijk voor honden - dankzij oxytocine
  5. Wat is de levensduur van uw hond? Het zal je misschien verbazen
  6. Overeenkomsten tussen huidcellen en zenuwen
  7. Elementen van nucleïnezuren
  8. Over de zes koninkrijken
  9. Deze ringstaartmaki's veroorzaken een stank als ze flirten met potentiële partners

Wetenschap