На слід далеких життєвих світів. Місія ARIEL та деталі участі CBK PAN

Дослідження та розселення планет є головними цілями довгострокових бачень космічних програм — їх реалізація, однак, тісно пов’язана з можливістю знаходити планети, схожі на Землю. Виявлення їх поза Сонячною системою є одним із ключових факторів пишного розвитку дослідницьких програм екзопланет, розпочатих на початку 1990-х. Наступний важливий етап повинен відбутися найближчим часом із запуском місії космічного телескопа ARIEL.

Метою проекту, пов'язаного з телескопом ARIEL (Атмосферне дистанційне зондування інфрачервоних екзопланет великих зйомок), є "рентген" атмосфер вибраних екзопланет з точки зору хімічного складу, фізичних властивостей та спільних рис. Отримані таким чином дані дадуть відповіді на питання про формування та еволюцію далеких світів. Одночасно земні кулі, що спостерігаються ARIEL, будуть проаналізовані на наявність сприятливих умов для виникнення життя.

Очікується, що екзопланетна обсерваторія ARIEL запрацює в перспективі 2028 року. Телескоп проводитиме спостереження з положення, яке стоїть на якорі в точці вібрації L2 системи Земля-Сонце на відстані 1,5 мільйона км від Землі протягом мінімум 4 років.

Після ряду випробувань та аналізів було виявлено, що близько 1011 таких конкретних планет повинно існувати лише в нашому Чумацькому Шляху, і ми поки не говоримо про інші галактики. Для спостереження за такими віддаленими об'єктами потрібне спеціалізоване обладнання, яке розробляється до найдрібніших деталей, а потім знаходить шлях до супутникової платформи. Подібні місії підтримуються наземними роботами та спостереженнями, завдяки яким, серед іншого, можна визначити положення нових планет.

В рамках програми «Космічне бачення» Європейське космічне агентство (ЄКА) задає питання про те, як формуються планети і які умови на них панують. Відповідь дасть амбіційна місія ARIEL, яка передбачає будівництво космічної обсерваторії. Команда інженерів та вчених з Центру космічних досліджень Польської академії наук зіграє одну з ключових ролей у місії ARIEL.

Під час 4-річної місії телескоп ARIEL вивчатиме, з чого зроблені екзопланети, як вони утворилися та як еволюціонують. Вимірювання відбуватимуться в діапазоні видимих ​​та інфрачервоних хвиль. Варто зазначити, що це також перша місія, в якій значну частину досліджень та аналізів становитиме хімічний та тепловий склад сотень екзопланет — вони також будуть вивчатися з точки зору умов, що сприяють появі життя на планетах.

зображення
Зображення: NASA / JPL-Caltech [exoplanets.nasa.gov]

 

Тут буде важливим спектральний аналіз, оскільки він дає найбільшу інформацію про будову планети та склад її атмосфери. Дані цієї місії можуть виявитись новаторськими у вивченні екзопланет, але, щоб бути цінними, наукові прилади, що діють у місії, повинні відповідати надзвичайно високим вимогам. Перш за все, прилади працюватимуть при температурі 35-45 К протягом багатьох годин із збереженою стабільністю вимірювань та високою спектральною роздільною здатністю в діапазоні від 2 до 8 мкм. Ще однією вимогою, яка повинна бути виконана, є висока точність оптичної осі приладів з точністю близько 15 мілілітрів, щоб сканувати атмосферу і поверхню планети під час руху.

Численні аналізи показали, що супутник потрібно буде здійснити на орбіті L2, щоб максимізувати теплову стабільність та поле зору. Детальні дослідження ефективності вже показали, що поточна конструкція місії прекрасно оснащена для точного спостереження за усіма цільовими екзопланетами, визначеними для цієї місії.

Наукове корисне навантаження місії складається з метрового повністю алюмінієвого позаосного телескопа Cassegrain, що передає колімований промінь у два окремі приладові модулі: систему точного наведення (FGS) та спектрометр IR ARIEL (AIRS). Команда Центру космічних досліджень Польської академії наук відповідає за розробку та побудову компонентів системи FGS, яка буде виконувати спектральні вимірювання для діапазону від 0,5 до 1,95 мкм і проводити точне супутникове наведення, обчислюючи положення зірки та оптичної осі приладу з високою точністю, і надаватиме дані для AOCS (Attitude and Orbit Control Systems) супутникової системи управління положенням на орбіті. В даний час для випробувань розроблені лабораторні моделі ключових структурних вузлів, і готується документація для інженерних моделей модулів FGS, за які відповідає CBK PAN.

Другий модуль приладу, спектрометр AIRS, забезпечить вимірювання для діапазону хвиль від 1,95 мкм до 7,8 мкм. Початкова робота вже запланована.

У місії ARIEL беруть участь понад 50 інститутів з 17 країн ЄСА, включаючи Великобританію, Францію, Італію, Польщу, Іспанію, Бельгію, Нідерланди, Австрію, Данію, Ірландію, Чехію, Угорщину, Португалію, Норвегію, Естонію, Німеччину та Швецію. Запланований початок місії — 2028 рік, а перші наукові дані мають бути доставлені на Землю до 2030 року.

д-р Мірослав Ратай, проф. CBK PAN

Facebook Comments