| Organisaatio | Euroopan avaruusjärjestö |
|---|---|
| Ohjelmoida | Kosminen visio |
| Ala | Tutkimus jättiläisten eksoplaneettojen / supermaapallojen ilmakehästä |
| Tila | Kehityksessä |
| Tuoda markkinoille | ~ 2028 |
| Launcher | Ariane 6-2 |
| Kesto | 4 vuotta (ensisijainen tehtävä) |
| Massa käynnistämisen yhteydessä | 1,3 tonnia |
|---|---|
| Massasoittimet | 450 kg |
| Ergols | Hydratsiini |
| Ponneaineen massa | ~ 100 kg |
| Asenteen hallinta | Vakautettu 3 akselilla |
| Energian lähde | Aurinkopaneelit |
| Sähkövoima | 1000 wattia |
| Sijainti |
Maa-aurinko-järjestelmän Lagrange-piste L 2 |
|---|
| Tyyppi | Cassegrain |
|---|---|
| Halkaisija | 1,1 x 0,7 m |
| Alue | 0,64 m² |
| Ala | 30 kaarisekuntia |
| Aallon pituus | 0,5-7,8 mikronia |
| ILMAT | Infrapuna -spektrometri (1,95-7,9 um) |
|---|---|
| x | 3 x fotometriä (0,5-1,2 μm) |
| x | Infrapuna -spektrometri (1,2-1,95 nm) |
Ilmakehän Infrapuna kaukokartoituksen Eksoplaneetta Large-tutkimus ( järjestelmällistä tutkimusta tunnelma eksoplaneettojen infrapuna kaukokartoituksen ), joka tunnetaan myös sen lyhenne ARIEL on avaruusteleskooppi tarkkailtaessa näkyvän valon ja infrapuna kehittänyt avaruusjärjestön Euroopan unionin , joka on tarkoitus käynnistää vuonna 2028. päätavoitteena operaation on analyysin aikana 4-vuotiaille tunnelma 500-1000 planeetat kiertävät tähdet lähellä Aurinkoa, ovat kooltaan että Neptune ja kuin Super-Maan ja niiden kemiallisen koostumuksen ja siellä vallitsevien fyysisten olosuhteiden määrittäminen. Lopullinen tavoite on ymmärtää paremmin aurinkokuntien muodostumisprosessi.
1990-luvun alkupuolelta lähtien maanpäällisiin ja avaruusinstrumentteihin perustuvat havainnointiohjelmat ovat alkaneet tunnistaa yhä useamman planeetan, joka pyörii muiden tähtien ympäri. Vuoden 2017 lopussa tällä tavalla oli tunnistettu yli 3500 eksoplaneetta. Käytetyt havaintomenetelmät tarjoavat kuitenkin pienemmän määrän tietoa: planeetan säde, kiertorata ja tietyissä tapauksissa sen massa enemmän tai vähemmän tärkeällä epävarmuudella. Vuonna 2007 osittainen analyysi eksoplaneetan ilmakehästä voitiin suorittaa ensimmäistä kertaa: se oli kuuma Jupiter (HD189733b), ts. Jättiläinen kaasuplanetaatti, joka kiertää hyvin lähellä tähtiään, ominaisuus, joka helpottaa spektroskooppista analyysia. Tämä, Spitzer- ja Hubble- avaruusteleskooppien avulla , mahdollistaa ilmakehässä olevan hiilidioksidin ja hiilimonoksidin tunnistamisen .
ARIEL-avaruusteleskoopin on kerättävä infrapuna- ja näkyvää valoa tähdeltä, jonka ympärillä tutkittava planeetta pyörii avaimen aikoina. Valo hajotetaan spektrometrillä ja eksoplaneettan ilmakehän ja tähden säteilyn välisestä vuorovaikutuksesta syntyvät spektriviivat eristetään. Nämä spektrikaistat mahdollistavat planeetan ilmakehän komponenttien tunnistamisen ja antavat siten tärkeitä viitteitä sen rakenteesta ja historiasta. Harjoituksen vaikeus johtuu siitä, että tähdestä suoraan tuleva valo on 1 000 - 100 000 kertaa voimakkaampi kuin näiden vuorovaikutusten tuottama valo.
Ensimmäinen heijastukset Euroopassa avaruuspeili pyrittiin tutkimaan tunnelma eksoplaneettojen käyttäen kauttakulku spektroskopiaa juontavat 2007 kanssa Darwin operaation ehdotettua valintaa varten ensimmäinen raskaan tehtävän (L1) Kosmisen tieteellisen ohjelman. Visio on Euroopan avaruusjärjestön Virasto . Hanketta ei valittu teknisen kypsyyden puutteen vuoksi ja koska se vaatii kypsempää tieteellistä pohdintaa. Tästä aiheesta tehtiin myöhemmin useita tutkimuksia, erityisesti ESTEC: ssä . Näiden pohdintojen tuloksena EChO- hanketta ehdotetaan keskitason M3-tehtävälle, mutta vaikka finalisti epäonnistuu PLATO- eksoplaneettojen havaitsemisprojektin edessä.
ARIEL-hanketta ehdotetaan vastauksena Euroopan avaruusjärjestön vuonna 2014 käynnistämään hakemukseen Cosmic Vision -ohjelman neljännelle keskisuurelle operaatiolle (M4) . Toukokuun 2015 alussa Euroopan avaruusjärjestö ilmoitti, että valintalautakunta oli valinnut kolme ehdokasta tähän tehtävään, joka oli tarkoitus käynnistää vuonna 2025. ARIELin lisäksi THOR: n oli opiskeltava perustavaa laatua olevaa plasman fysiikan ongelma tutkimalla plasman lämmitysprosessia ja sitten kertyneen energian hajauttamista ja XIPE: n avaruuden observatorio, jonka on tutkittava supernovojen , galaktisten suihkukoneiden, mustien aukkojen ja neutronitähtien lähettämät röntgensäteet , jotta ymmärretään paremmin asia tässä äärimmäisessä ympäristössä. ARIEL-projekti valittiin lopullisesti 20. maaliskuuta 2018, ja se hyväksyttiin virallisesti 12. marraskuuta 2020. Tehtävän kustannus sen luokan (keskimääräinen toimeksianto) perusteella määritettynä on 450 miljoonaa euroa.
ARIEL: n ominaisuudet ovat lähellä NASA FINESSE -hankkeen ominaisuuksia . Tällä kymmenen vuoden ajan tutkitulla kantokyvyllä olisi 75 senttimetrin halkaisijaltaan ensisijaisella peilillä varustettu kaukoputki. Detektori on spektrometri, joka analysoi 0,5-5,0 mikronin spektrikaistaa spektriresoluutiolla 80-300. Kilpailevan projektin ARIEL: n valinta kuulosti todennäköisesti FINESSE: n kuolinkellosta.
Operaation tavoitteet ovat seuraavat:
Avaruusteleskooppi Ariel laitteen 1,3 tonnia julkistuksen (paino tyhjänä 1,2 tonnia), jonka ulkomitat ovat 2,2 x 2,2 x 3,3 metriä alle korkki ja kantoraketin kasvoi 3, 8 x 2,2 x 3,3 metriä, kun aurinkopaneelit käyttöön avaruudessa. Satelliitti käsittää kaksi selvästi erotettua alakokoonpanoa, mikä helpottaa kehityksen ja testien suorittamista rinnakkain:
Hyötykuorman lämpöeristämiseksi hyötykuorman ja palvelumoduulin väliin asetetaan kolme päällekkäistä V-muotoista evää, jotka heijastavat palvelumoduulin laitteiden tuottamaa lämpösäteilyä ja epäsuorasti (palvelumoduuli). Palvelu on näiden lähteiden välissä), auringon ja muiden tähtien säteily. Tämän lämpöesteen täydentämiseksi teleskooppi ja ilmaisimia tukeva optinen penkki kiinnitetään huoltomoduuliin jalkojen avulla, jotka pitävät jälkimmäisiä etäisyydellä evistä ja on suunniteltu siten, että lämmönsiirtoa rajoitetaan. Tämä arkkitehtuuri pitää kaukoputken alle 70 kelvinin (-218 ° C) lämpötilassa. Erillinen säteilijä jäähdyttää AIRS-spektrometrin lämpötilaan, joka on välillä 35–40 kelviniä (-233 ° C).
Hyötykuorma, jonka massa on 450 kg , sisältää Cassegrain tyyppinen teleskooppi, toisin sanoen käyttämällä parabolisen M1 pääpeilin ja hyperbolinen M2 toissijainen peili. Tertiäärinen peili M3 palauttaa valonsäteen ja tasainen peili M4 palauttaa säteen ilmaisimia tukevaan optiseen penkkiin. 1,1 × 0,7 metrin elliptinen ensisijainen peili, jonka pinta-ala on 0,64 m 2, on valmistettu alumiinista . Sylinterimäinen rakenne muodostaa aurinkovisiirin, joka erottaa loisäteilyn, joka voi iskeä peiliin M1. Toinen pieni aurinkolippa täyttää saman toiminnon M2-peilille. Kerätty säteily ohjataan kahteen detektorisarjaan. Ensimmäinen sarja sisältää matalan resoluution spektrometrin (10), joka analysoi 1,2 - 1,95 mikronin aallonpituudet (lähellä infrapunaa). Lisäksi 3 fotometriä mittaa tulevaa valoa kapeissa kanavissa, jotka sijaitsevat välillä 0,50 - 1,2 mikronia. Kahta näistä fotometreistä käytetään varmistamaan teleskoopin osoittamisen vakaus. Toinen sarja on instrumentaalinen AIRS- spektrometri ( ARIEL InfraRed Spectrometer ) matalan / keskitason spektriresoluutio (välillä 30-200 ). Tämä havaitsee aallonpituudet näkyvissä ja lähellä olevissa infrapunaspektreissä (0,5 - 7,8 mikronia). Kerättyjen tietojen avulla on voitava tunnistaa tärkeimmät ilmakehän kaasut ( H 2 O , CO 2 , CH 4 , NH 3 , HCN , H 2 S ) sekä eksoottisemmat metalliyhdisteet, kuten TiO , VO ja kondensoidut lajit .
Satelliitti on vakautettu 3 akselilla . On olemassa kaksi osoitustilaa. Karkeaa osoittamista käytetään avaruusteleskoopin pyörittämiseen uuden tähden havaitsemiseksi. Se perustuu pelkästään tähtimittariin ja reaktiopyöriin ja sallii osoitustarkkuuden 8 kaarisekuntia . Hieno osoittaminen on tila, jota käytetään tieteellisissä havainnoissa tähtien ilmakehästä. Tämä käyttää kahden fotometrin tuottamia tietoja ja mahdollistaa yhden kaarisekunnin tarkkuuden 200 kaarimillisekunnin vakaudella 90 sekunnin aikana ja alle 100 kaarimillisekunnin ajautumisen 10 tunnin aikana 90 sekunnin tarkkailusekvenssien integroinnin perusteella . Valittu arkkitehtuuri, jolle on tunnusomaista teleskoopin akseli, joka on yhdensuuntainen huoltomoduulin yläosan kanssa, vähentää voimahetkeä, joka yleensä syntyy fotonisäteilyn massakeskipisteen ja painekeskipisteen välisestä etäisyydestä. Reaktiopyörät ovat tyydyttymättömiä kahden erillisen tähtitarkkailuvaiheen välillä hydratsiinia polttavalla kemiallisella propulsiojärjestelmällä .
ARIEL on kemiallinen propulsiojärjestelmä perustuu pieniin monoergol rakettimoottorit polttaminen hydratsiinia , joiden työntövoima on välillä 1 ja 20 Newtonia . Näitä käytetään reaktiopyörien tyydyttymättömyyteen, mutta myös pieniin kiertoradakorjauksiin. Sähköenergiaa tuottavat hyllyllä olevat aurinkokennot, jotka reunustavat huoltomoduulin alaseinää, joka on käännetty pysyvästi kohti Aurinkoa. Käytettävissä oleva pinta riittää vastaamaan satelliitin energiantarpeeseen (noin 1000 wattia). Paristoja tarvitaan vain laukaisun ja liikkeiden aikana (ei pimennystä tehtävän aikana). Televiestintäjärjestelmä toimii X-kaistalla . Kaksi matalan vahvistuksen antennia peittää kaikki taivaan osa-alueet ja takaavat radioyhteyden myös silloin, kun satelliittiohjaus menetetään. Noin 80 gigatavua dataa lähetetään joka viikko käyttämällä korkean vahvistuksen parabolinen antenni ja vastaanotetaan 3 35-metrinen antennien estrack verkon maa-asemien (Cebreros, Malargue ja New Norcia) perustaa. Toteuttaa Euroopan avaruusjärjestön .
ARIEL avaruusteleskooppi on tarkoitus käynnistää puolivälissä 2028 toimesta Ariane 6-2 raketti , joka lopulta toteuttaa toisen satelliitin (sen kokonaiskapasiteetti kiertoradan on yli 3,5 tonnia). ARIEL sijoitetaan kiertoradalle Maa-Aurinko-järjestelmän Lagrange-pisteen L2 ympärille sen jälkeen, kun se on mahdollisesti sijoitettu maapallon ympärille. Ensisijaisen tehtävän tulisi kestää neljä vuotta, joista ensimmäiset kuusi kuukautta on tarkoitettu siirtymiseen Lagrangen pisteeseen, lämpötilan laskuun ja satelliittivastaanottoon. Kun satelliitti on toiminnassa, tiedot lähetetään maa-asemille 3 tunnin istuntojen aikana, jotka tapahtuvat kahdesti viikossa.