1 июля 2023 года Европейское космическое агентство (ЕКА) запустило Евклидовая обсерватория, миссия, которая следующие шесть лет проведет исследование состава и эволюции Вселенной. В частности, Евклид будет наблюдать, как Вселенная расширялась за последние 10 миллиардов лет, чтобы проверить теории о темной энергии. Во время точной настройки и калибровки инструментов телескопа в рамках подготовки к первому исследованию миссии команда миссии заметила, что после того, как он вошел в ледяной космос, на его зеркалах образовалось несколько слоев водяного льда.
Несмотря на то, что это распространенная проблема, это проблема для такой высокочувствительной миссии, как «Евклид», которая требует поразительной точности для исследования космического расширения. После нескольких месяцев исследований команда Евклида протестировала недавно разработанную процедуру удаления льда с оптики миссии. 20 марта ЕКА объявило, что метод борьбы с обледенением, предложенный командой, сработал (пока) и что зрение Евклида было восстановлено. Если метод окажется успешным, это подтвердит план миссии по сохранению ЕвклидОптическая система работает до конца своей миссии.
Проблема впервые стала очевидной, когда эксперты по научным операциям заметили небольшое, но постепенное уменьшение освещенности, измеренное прибором VISible (VIS) телескопа. Этот инструмент отвечает за измерение видимого света от далеких галактик, чтобы определить, как гравитационные поля влияют на траекторию света. Миша Ширмер, специалист по калибровке консорциума Euclid и один из главных разработчиков нового плана борьбы с обледенением, объяснил в пресс-релизе ЕКА:
«Мы сравнили звездный свет, проникающий через инструмент VIS, с зарегистрированной яркостью тех же звезд в более раннее время, наблюдаемой как Евклидом, так и телескопами ЕКА. Гайя миссия. Некоторые звезды во Вселенной различаются по своей светимости, но большинство из них стабильны в течение многих миллионов лет. Поэтому, когда наши инструменты обнаружили слабое, постепенное снижение количества приходящих фотонов, мы поняли, что это были не они, а мы».
Всегда ожидалось, что будет некоторое загрязнение воды Евклид, поэтому вскоре после запуска была проведена «кампания по дегазации». Это заключалось в том, что телескоп прогревался бортовыми обогревателями, а также частично подвергался воздействию Солнца, сублимируя большую часть воды, принесенной с Земли. Однако значительное количество осталось после поглощения многослойной изоляцией телескопа, которая медленно начала накапливаться на зеркальных поверхностях инструмента VIS. После нескольких месяцев исследований, лабораторных исследований и калибровок команда определила источник и начала работать над решением.
Очевидным решением было нагреть Евклид снова, включив все внутренние обогреватели на несколько дней. Однако это сопряжено с риском деформации механической конструкции космического корабля, что может изменить оптическую ориентацию Евклида. Сказал Андреас Рудольф, директор по полетам Евклида в центре управления полетами ЕКА:
«Большинство других космических миссий не предъявляют таких строгих требований к «термооптической стабильности», как Евклид. Чтобы выполнить научные цели Евклида по созданию трехмерной карты Вселенной путем наблюдения за миллиардами галактик на расстоянии до 10 миллиардов световых лет, на более чем трети неба, это означает, что мы должны поддерживать миссию невероятно стабильной, включая ее температуру. . Поэтому включение нагревателей в модуле полезной нагрузки должно осуществляться с особой осторожностью».
Команда начала с индивидуального нагрева двух зеркал Евклида. Это подход с низким уровнем риска, поскольку они расположены в местах, где водяной пар вряд ли загрязнит другие инструменты. Проанализировав первоначальные результаты, команда обнаружила, что зрение Евклида вернулось к прежней точности. Однако это было временное решение, и долгосрочная стратегия регулярного противообледенения все еще находится в разработке. Тем временем ЕКА обещает продолжать следить за изменениями в телескопе и публично делиться любыми новыми открытиями.
Однако ответ на эту проблему подчеркивает международное сотрудничество, которое сделало эту миссию возможной. Сказал Ральф Коули, научный сотрудник Euclid Instrument Operations, который координировал ответные меры:
«Сложная миссия требует объединенного ответа команд по всей Европе, и я невероятно благодарен за усилия и навыки, которые многие вложили в это. Для этого потребовалась работа команд технического центра ESTEC ЕКА в Нидерландах, научно-операционного центра ESAC в Мадриде и группы управления полетом центра управления полетами ESOC в Дармштадте, но мы не смогли бы сделать это без консорциума Euclid и нашего критического вклада. получено от генерального подрядчика космических кораблей Thales Alenia Space и ее промышленного партнера Airbus Space».
Кроме того, этот вопрос может привести к жизненно важным исследованиям того, как выполнять миссии, в которых используется высокочувствительная оптика. Несмотря на то, насколько распространена эта проблема для космических кораблей, очень мало исследований о том, как лед образуется на оптических зеркалах и влияет на наблюдения. Таким образом, решение, разработанное командой миссии и агентством, может привести к новым процедурам для будущих миссий. Они могут пригодиться, когда к Евклиду присоединится НАСА. Римский космический телескоп Нэнси Грейс (RST) в марте 2027 года – еще одна миссия, которая будет исследовать «темную Вселенную».
Дополнительная литература: ЕКА
