2023世界航天年度重磅發(fā)射!歐幾里得望遠鏡即將前往日地L2點

北京時間2023年7月1日23:11(下同北京時間),歐幾里得(Euclid)太空望遠鏡將由“獵鷹九號”運載火箭從卡納維拉爾角太空軍基地發(fā)射升空,前往日地拉格朗日L2點。

歐幾里得(Euclid)是歐空局(ESA)主導、美國航空航天局(NASA)參與的一項重大太空觀測任務,旨在觀察探索宇宙的“黑暗面”("dark side")——暗物質和暗能量(dark matter and dark energy),以求得出新的認知。暗物質和暗能量都被認為是宇宙的關鍵組成部分,是當代關于宇宙的最大謎團。

自誕生以來,宇宙一直在膨脹——這一事實由比利時天文學家喬治·萊馬特(Georges Lema?tre)于1927年和美國天文學家埃德溫·哈勃(Edwin Hubble)于1929年發(fā)現(xiàn)。但科學家們預計,宇宙物質的引力會逐漸減緩這種膨脹。20世紀90年代,通過觀察一種特殊的超新星,科學家們發(fā)現(xiàn)在大約60億年前暗能量開始對宇宙產(chǎn)生越來越大的影響,但沒有人知道是怎么回事和為什么。宇宙正在加速膨脹,這意味著我們對宇宙的描繪缺少了一些基本的東西。科學家們不確定宇宙的加速膨脹是由額外的能量成分引起的,還是表明我們對引力的理解需要以某種方式改變。歐幾里得望遠鏡有望揭示有關宇宙基本運行規(guī)律的重要信息。

歐幾里得太空望遠鏡由服務艙、載荷艙兩部分組成,其中服務艙搭載發(fā)電和配電、姿態(tài)控制、數(shù)據(jù)處理、推進、遠程通信和遙測以及熱控等子系統(tǒng)。載荷艙搭載了主鏡、遮陽罩和2臺主載荷:1臺可見光攝像機(VISible-wavelength camera,VIS)和1臺近紅外光譜儀和光度計(Near-Infrared Spectrometer and Photometer,NISP),其中近紅外光譜儀和光度計(NISP)由美國航空航天局(NASA)提供。

可見光攝像機(VIS)配備36個4K CCD探測器,工作于550~900納米波長,用于探測數(shù)十億星系的形狀,提供高清的星系圖像。近紅外光譜儀和光度計(NISP)配備16個2K HgCdTe組成的近紅外探測器陣列,用于計算900~2000 納米波長的紅移/距離,測量來自星系的光的亮度和強度,提供迄今為止觀測太空的最大視場。此外,該望遠鏡還配備了4太比特的大容量存儲器。

歐幾里得望遠鏡長4.7米,直徑3.7米,其中主鏡直徑1.2米,起飛質量為2噸,其中有效載荷800千克、服務艙850千克、推進劑210千克、配重40千克,標稱任務壽命為六年,有可能延長(受限于用于推進的低溫氣體總量)。歐幾里得設計測量面積為15000平方度,超過天球總面積41252.96平方度的1/3,圖像質量將是地面巡天的5倍以上。

7月1日,歐幾里得在由“獵鷹九號”于23:11發(fā)射升空后,將在23:53與火箭二級分離,隨后地面最早將在23:57獲取歐幾里得信號以確認航天器工作正常。此后,歐幾里得將前往距地150萬千米的日地拉格朗日L2點,并于發(fā)射四周后抵達,進入環(huán)繞L2點運行的暈輪軌道。一旦進入軌道,任務操作員就將開始驗證望遠鏡的所有功能。在此期間,殘留的水將被排出,隨后歐幾里得的儀器將被打開。在發(fā)射后的一到三個月內(nèi),歐幾里得將經(jīng)過幾次校準和科學性能測試,為科學探測做好準備。發(fā)射三個月后望遠鏡將開啟其宇宙探測的早期任務。
在軌工作期間,歐幾里得太空望遠鏡將在超過天球面積三分之一的范圍內(nèi)觀測距離超過100億光年的數(shù)十億星系,繪制出有史以來最大、最準確的宇宙時空3D地圖。該望遠鏡將探索宇宙是如何膨脹的,以及大規(guī)模結構在空間和時間上是如何分布的,從而揭示更多關于引力的作用以及暗能量和暗物質的性質。
作者:大白高國