اقلیدس (فضاپیما)

اقلیدس (انگلیسی: Euclid‎)، یک تلسکوپ فضایی نزدیک به فروسرخ است که در حال حاضر توسط آژانس فضایی اروپا (ESA) و کنسرسیوم اقلیدس در دست ساخت است. هدف از مأموریت اقلیدس درک بهتر انرژی تاریک و ماده تاریک با اندازه‌گیری دقیق شتاب جهان است. برای دستیابی به این هدف، «تلسکوپ نوع کورش» شکل کهکشان‌ها را در فواصل مختلف از زمین اندازه‌گیری کرده و رابطه بین فاصله و انتقال سرخ را بررسی خواهد کرد. انرژی تاریک به‌طور کلی پذیرفته شده در افزایش شتاب جهان در حال انقراض است، بنابراین درک این رابطه به اصلاح نحوهٔ درک فیزیکدانان و فیزیکدانان از آن کمک می‌کند. مأموریت اقلیدس تلسکوپ پلانک (۲۰۰۹ تا 2013) ESA را پیشرفت داده و تکمیل می‌کند. این مأموریت به نام ریاضیدان یونان باستان اقلیدس اسکندریه‌ای نامگذاری شده‌است.

اقلیدس (فضاپیما)
Euclid rendering
فهرست نام‌هاکاوشگر جهان تاریک (Dark Universe Explorer (DUNE)
Spectroscopic All Sky Cosmic Explorer (SPACE) فضاپیمای رصدگر همهٔ آسمان[۱]
گونه مأموریترصدخانه فضایی
اپراتورآژانس فضایی اروپا
وبگاه
مدت مأموریت6 years (nominal)[۲]
ویژگی‌های فضاپیما
سازندهتالس آلنیا اسپیس (main)
ایرباس دیفنس اند اسپیس (payload module)[۳]
وزن پرتاب۲٬۱۶۰ کیلوگرم (۴٬۷۶۰ پوند)[۳]
وزن بار مفید۸۴۸ کیلوگرم (۱٬۸۷۰ پوند)[۳]
ابعاد۴٫۵ در ۳٫۱ متر (۱۵ در ۱۰ فوت)[۳]
آغاز مأموریت
تاریخ راه‌اندازیJuly–December 2022[۳]
موشکSoyuz ST-B / Fregat-MT[۳] or
آریان ۶[۴]
سایت پرتابپایگاه فضایی گویان، ELS
پیمان‌کارآریان‌اسپیس
مشخصات مداری
سامانه مرجعنقاط لاگرانژی[۳]
رژیم مأموریتمدار هاله
حضیض apsis۱٬۱۵۰٬۰۰۰ کیلومتر (۷۱۰٬۰۰۰ مایل)
اوج apsis۱٬۷۸۰٬۰۰۰ کیلومتر (۱٬۱۱۰٬۰۰۰ مایل)
مبدأPlanned
تلسکوپ اصلی
گونهKorsch telescope
قطر۱٫۲ متر (۳ فوت ۱۱ اینچ)[۵]
فاصله کانونی۲۴٫۵ متر (۸۰ فوت)[۵]
طول موجFrom 550 نانومتر (سبز)[۶]
to 2 میکرومتر (near-فروسرخ)[۷]
فرستنده
باندباند ایکس (TT&C support)
K band (data acquisition)
بسامد8.0-8.4 GHz (X band)
25.5-27 GHz (K band)
پهنای باندFew kbit/s down & up (S band)
55 Mbit/s (K band)
Euclid mission logo
The ESA astrophysics insignia for Euclid mission.
Cosmic Vision
مدارگرد خورشیدی کاوشگر اقمار یخی مشتری

اقلیدس یک مأموریت کلاس متوسط ("کلاس M") است و بخشی از کمپین چشم‌انداز کیهانی ۲۰۱۵-۲۰۲۵ (Cosmic Vision) برنامهٔ علمی ESA است. سقف بودجه ESA برای این کلاس از مأموریت‌ها در حدود ۵۰۰ میلیون یورو است. اقلیدس در اکتبر ۲۰۱۱ به همراه مدارگرد خورشیدی از میان چندین مأموریت رقیب انتخاب شد.[۸] در حال حاضر برنامه‌ریزی شده‌است که پرتاب بین ژوئیه و دسامبر ۲۰۲۲ انجام شود.[۳]

هدف و روش‌های علمیویرایش

تلسکوپ اقلیدس با اندازه‌گیری اثر انتقال سرخ کهکشان‌ها به مقدار ۲، که معادل مشاهده ۱۰ میلیارد سال گذشته‌است، تاریخ انبساط جهان و تشکیل ساختار کیهانی را مطالعه خواهد کرد.[۹] ارتباط بین اشکال کهکشانی و اثر انتقال سرخ آنها به شما کمک می‌کند تا نشان دهد که چگونه انرژی تاریک در شتاب جهان نقش دارد. روش‌های مورد استفاده از پدیده عدسی گرانشی، اندازه‌گیری نوسانات بارین صدا و طیف‌سنجی فواصل کهکشانی بهره می‌برند.

پدیدهٔ عدسی گرانشی (یا برش گرانش) ناشی از انحراف پرتوهای نوری به دلیل وجود ماده ای است که به صورت موضعی انحنای فضا-زمان را اصلاح می‌کند: نوری که از کهکشان‌ها ساطع می‌شود و در نتیجه تصاویر مشاهده شده، در نتیجه عبور از کنار مواد واقع در امتداد خط دید، تحریف شده به نظر می‌رسد. این مواد تا حدی از کهکشانهای قابل مشاهده ساخته شده‌اند اما بیشتر ماده تاریک هستند. با اندازه‌گیری این برش می‌توان میزان ماده تاریکی را که وجود دارد استنباط کرد و درک نحوه توزیع آن را در جهان افزایش می‌دهد.

اندازه‌گیری طیفی به شما امکان می‌دهد تا اثرات انتقال قرمز کهکشان‌ها اندازه‌گیری شده و فاصله آنها با استفاده از قانون هابل تعیین شود. به این ترتیب دانشمندان می‌توانند توزیع سه بعدی کهکشانها را در جهان بسازند.

با استفاده از این داده‌ها می‌توان به‌طور همزمان خصوصیات آماری مربوط به توزیع ماده تاریک و کهکشان‌ها را اندازه‌گیری کرد، و اندازه‌گیری نحوه تغییر این خصوصیات با ادامه مشاهده فضاپیما در کهکشان‌های دوردست امکان‌پذیر است. مهم است که تصاویر با وضوح بالا تهیه کنید تا اندازه‌گیری دقیق کافی داشته باشید. هرگونه اعوجاج ذاتی سنسور باید در نظر گرفته شود و کالیبره شود، در غیر این صورت داده‌های بدست آمده کاربرد محدودی خواهند داشت.[۹]

فضاپیماویرایش

مأموریت اقلیدس از ادغام دو مأموریت پیشنهادی در رابطه با پروژهٔ چشم‌انداز کیهانی ۲۰۱۵-۲۰۲۵ از میان پیشنهادهای ارائه شده در مارس ۲۰۰۷ حاصل شده: یکی (DUNE) کاوشگر جهان تاریک، و دیگری (SPACE) فضاپیمای رصدگر همهٔ آسمان. هر دو مأموریت تکنیک‌های مکملی را برای اندازه‌گیری هندسی جهان پیشنهاد کردند که پس از مرحلهٔ بررسی و ارزیابی، یک مأموریت ترکیبی از این دو حاصل شد. این مفهوم جدید مأموریت، اقلیدس نام گرفت و به این ترتیب از ریاضیدان یونانی اقلیدس اسکندریه‌ای (۳۰۰ سال قبل از میلاد) که پدر علم هندسه محسوب می‌شود، تجلیل می‌شود. در اکتبر ۲۰۱۱، مأموریت اقلیدس توسط کمیته برنامه علمی ESA برای اجرا برگزیده شد و در ۲۵ ژوئن ۲۰۱۲ به‌طور رسمی به تصویب رسید.[۱]

برای ساختن ماهواره ESA شرکت Thales Alenia Space ایتالیا را انتخاب کرد. درازای اقلیدس ۴٫۵ متر است و قطر آن ۳٫۱ متر و جرمی برابر ۲۱۶۰ کیلوگرم دارد.[۳]

اجرای پروژه و داده‌هاویرایش

اقلیدس با سایوز اس‌تی-بی[۳] یا در صورت لزوم با آریان ۶۲[۴]از مرکز فضایی گویان، کورو راه‌اندازی می‌شود. پس از ۳۰ روز سفر، برای طی مسیری با دامنه بزرگ لیساجوس (حدود ۱ میلیون کیلومتر) در اطراف نقطه L2 لاگرانژی خورشید - زمین تثبیت خواهد شد.[۳]

اقلیدس در طول مأموریت اسمی خود، که حداقل ۶ سال طول خواهد کشید، حدود ۱۵۰۰۰ deg2 درجه مربع را رصد می‌کند؛ که حدود یک سوم آسمان است، با تمرکز بر آسمان خارج کهکشانی (آسمان رو به روی کهکشان راه شیری).[۲]این بررسی با مشاهدات اضافی در حدود ۱۰۰ برابر عمیق‌تر (۲ مرتبه بزرگی) با اشاره به سه زمینهٔ مختلف واقع در نزدیکی قطب‌های دائرةالبروج و پوشش ۴۰ درجه ۲، تکمیل خواهد شد. در طول کل مأموریت به‌طور منظم از این سه زمینه بازدید می‌شود. آنها به عنوان زمینه‌های کالیبراسیون و برای نظارت بر پایداری عملکرد تلسکوپ و ابزار و همچنین تولید داده‌های علمی با مشاهده دورترین کهکشان‌ها و اختروش‌های جهان استفاده می‌شوند.[۱۰] برای اندازه‌گیری انتقال قرمز فتومتریک برای هر کهکشان با دقت کافی، مأموریت اقلیدس به داده‌های فوتومتریک اضافی به دست آمده در حداقل ۴ فیلتر قابل مشاهده بستگی دارد. این داده‌ها از تلسکوپ‌های زمینی واقع در هر دو نیمکره شمالی و جنوبی برای پوشش کامل 15000 deg2 مأموریت به دست می‌آیند. در مجموع هر کهکشان مأموریت اقلیدس اطلاعات نورسنجی را حداقل در ۷ فیلتر مختلف با پوشش کل ۴۶۰–۲۰۰۰ نانومتر بدست خواهد آورد.

حدود ۱۰ میلیارد منبع نجومی توسط اقلیدس مشاهده می‌شود، از این تعداد ۱ میلیارد منبع برشی گرانشی آنها[۱۱] با دقت ۵۰ برابر دقیق تر از امروز با استفاده از تلسکوپ‌های زمینی اندازه‌گیری می‌شود. اقلیدس تغییرات سرخ طیفی را برای ۵۰ میلیون جسم اندازه‌گیری می‌کند.

بهره‌برداری علمی از این مجموعه داده عظیم توسط یک کنسرسیوم تحت هدایت اروپا با بیش از ۱۲۰۰ نفر در بیش از ۱۰۰ آزمایشگاه در ۱۵ کشور (اتریش، بلژیک، دانمارک، فنلاند، فرانسه، آلمان، ایتالیا، هلند، نروژ، پرتغال، رومانی، اسپانیا، سوئیس، انگلیس، کانادا و ایالات متحده). کنسرسیوم اقلیدس[۱۱]f>همچنین مسئول ساخت محموله ابزار اقلیدس و توسعه و اجرای بخش زمینی اقلیدس است که کلیه داده‌های جمع‌آوری شده توسط ماهواره را پردازش می‌کند. آزمایشگاه‌های مشارکت کننده در کنسرسیوم اقلیدس توسط آژانس‌های ملی فضایی آنها، که دارای مسئولیت برنامه ای سهم ملی خود هستند، و توسط ساختارهای تحقیقاتی ملی (آژانس‌های تحقیقاتی، رصدخانه‌ها، دانشگاه‌ها) بودجه و پشتیبانی می‌شوند. به‌طور کلی، کنسرسیوم اقلیدس تا زمان اتمام حدود ۳۰٪ از کل بودجه این مأموریت را تأمین می‌کند.

منابعویرایش

  1. ۱٫۰ ۱٫۱ "Euclid overview". esa.int.
  2. ۲٫۰ ۲٫۱ "Mission Characteristic - Euclid Consortium". Euclid Consortium. 28 December 2015. Retrieved 26 April 2016.
  3. ۳٫۰۰ ۳٫۰۱ ۳٫۰۲ ۳٫۰۳ ۳٫۰۴ ۳٫۰۵ ۳٫۰۶ ۳٫۰۷ ۳٫۰۸ ۳٫۰۹ ۳٫۱۰ "Euclid Fact Sheet". آژانس فضایی اروپا. 22 June 2020. Retrieved 9 July 2020.
  4. ۴٫۰ ۴٫۱ خطای یادکرد: خطای یادکرد:برچسب <ref>‎ غیرمجاز؛ متنی برای یادکردهای با نام Arianespace وارد نشده‌است. (صفحهٔ راهنما را مطالعه کنید.).
  5. ۵٫۰ ۵٫۱ "Euclid Spacecraft – Telescope". آژانس فضایی اروپا. 24 January 2013. Retrieved 13 April 2011.
  6. ۶٫۰ ۶٫۱ خطای یادکرد: خطای یادکرد:برچسب <ref>‎ غیرمجاز؛ متنی برای یادکردهای با نام euclid-VIS وارد نشده‌است. (صفحهٔ راهنما را مطالعه کنید.).
  7. ۷٫۰ ۷٫۱ خطای یادکرد: خطای یادکرد:برچسب <ref>‎ غیرمجاز؛ متنی برای یادکردهای با نام euclid-NISP وارد نشده‌است. (صفحهٔ راهنما را مطالعه کنید.).
  8. "Mission Status". European Space Agency. Retrieved November 23, 2015.
  9. ۹٫۰ ۹٫۱ "Euclid Science Goals".
  10. "Surveys". Euclid Consortium. Jun 18, 2016. Retrieved 2020-09-12.
  11. ۱۱٫۰ ۱۱٫۱ "Euclid Consortium site".

پیوند به بیرونویرایش