Studium przypadku: Euclid
Wrażenie artystyczne statku kosmicznego Euclid. Źródło: ESA/ATG medialab (sonda kosmiczna); NASA, ESA, CXC, C. Ma, H. Ebeling i E. Barrett (University of Hawaii/IfA), et al. i STScI (tło)
Do 20-30 lat temu naukowcy uważali, że Wszechświat składa się ze zwykłej materii: protonów, neutronów i elektronów. Teraz wiemy, że stanowi ona jedynie 4% budżetu masy i energii Wszechświata. Reszta składa się z dwóch tajemniczych składników, ciemnej energii i ciemnej materii, które powodują przyspieszenie ekspansji Wszechświata i których nie można odpowiednio wyjaśnić za pomocą naszej obecnej wiedzy z zakresu fizyki fundamentalnej.
Wielka Brytania odegrała kluczową rolę w koncepcji i rozwoju Euclid. Brytyjska Agencja Kosmiczna zainwestowała 37 milionów funtów w misję, wspierając światowej klasy brytyjską naukę i finansując zespoły badawcze w 7 różnych instytucjach w Wielkiej Brytanii, aby przyczynić się do misji Euclid.
Produkcja i obsługa kamery Euclid dla światła widzialnego, VIS, jest prowadzona przez University College London's Mullard Space Science Laboratory, a naukowcy z całego kraju opracowali potoki przetwarzania danych do analizy danych, w tym analizę soczewkowania grawitacyjnego, która stworzy mapy ciemnej materii z obrazów VIS. Dowiedz się więcej z arkusza informacyjnego misji ESA
Euclid to średniej klasy misja Europejskiej Agencji Kosmicznej, która wystartowała 1 lipca 2023 r. o godzinie 16:12 czasu BST.
Jej celem jest lepsze zrozumienie natury ciemnej materii i ciemnej energii poprzez mapowanie "ciemnego Wszechświata" i dokładny pomiar przyspieszenia ekspansji Wszechświata.
Sonda kosmiczna Euclid ma na pokładzie dwa instrumenty naukowe, które wykorzystują specjalistyczne techniki, aby odpowiedzieć na kluczowe pytania dotyczące naszego Wszechświata.
Te dwie techniki to słabe soczewkowanie grawitacyjne i barionowe oscylacje akustyczne (BAO). Zostaną one wykorzystane do pomiaru kształtów i zniekształceń galaktyk, informując nas o dystrybucji i ewolucji ciemnej energii i ciemnej materii.
Słabe soczewkowanie zostanie wykorzystane do pomiaru zniekształceń obrazów galaktyk spowodowanych grawitacją. BAO są wzorami odciśniętymi w gromadach galaktyk, które działają jako wzorzec do pomiaru ekspansji Wszechświata. W szczególności słabe soczewkowanie wymaga widzialnej kamery, która może osiągnąć niezwykle wysoką jakość obrazu - wszelkie zniekształcenia optyczne spowodowane systemami optycznymi instrumentu muszą zostać skalibrowane, aby wszelkie zmierzone zniekształcenia były spowodowane grawitacją.
Aby zbadać naturę ciemnej energii i ciemnej materii, Euclid przenosi dwa instrumenty naukowe, każdy zbudowany przez konsorcjum europejskich partnerów:
Głównym badaczem VIS jest profesor Mark Cropper z MSSL. Zespół MSSL jest odpowiedzialny za zarządzanie konsorcjum instrumentów, które zaprojektowało i zbudowało różne podsystemy dla VIS. MSSL jest również bezpośrednio odpowiedzialny za rozwój łańcucha detektorów instrumentu (elektronika odczytu odbierająca dane z czujników i związanych z nimi zasilaczy).
Detektory ze sprzężeniem ładunkowym (CCD) są dostarczane przez Teledyne e2v w Chelmsford, w ramach kontraktu z ESA. Instrument lotu został dostarczony do ESA w celu integracji i testów w 2020 r., a następnie rozpocznie się jego integracja ze statkiem kosmicznym w celu przeprowadzenia ostatecznej kampanii testów środowiskowych, aby potwierdzić gotowość do uruchomienia.
Brytyjska Agencja Kosmiczna sfinansowała rozwój Euclid kwotą 37 milionów funtów.
Podczas 6-letniej misji statek kosmiczny będzie bombardowany promieniowaniem w przestrzeni kosmicznej, uszkadzając czułe detektory CCD. Aby wesprzeć rozwój w MSSL, Open University przeprowadził modelowanie i symulacje, aby zrozumieć, w jaki sposób to promieniowanie wpływa na wydajność instrumentu. Zapewni to dokładną interpretację danych naukowych.
Euclid wygeneruje bezprecedensową ilość danych naukowych (850 Gbit skompresowanych danych dziennie) i aby sobie z tym poradzić, Euclid będzie wykorzystywał komunikację w paśmie K, aby zapewnić niezbędną szybkość pobierania.
Oprócz wiodącej roli w VIS, Wielka Brytania odgrywa również ważną rolę w rozwoju segmentu naziemnego dla Euclid. Obejmuje to Centrum Danych Naukowych w Edynburgu i wiodącą rolę w pomiarach i analizie ścinania, krytycznym elemencie nauki Euclid. Profesor Andy Taylor z Uniwersytetu w Edynburgu kieruje rozwojem segmentu naziemnego w Wielkiej Brytanii, przy udziale zespołów badawczych z Uniwersytetu w Oksfordzie, Uniwersytetu w Cambridge, Uniwersytetu w Portsmouth, University College London, MSSL, Open University i Durham University.
Dziękujemy, że przeczytałaś/eś artykuł! Obserwuj nas w Wiadomościach Google.
