August 6, 2021

Европа выбирает категории для трех флагманских космических миссий | Наука

Спутник Сатурна Энцелад с его водяными гейзерами (иллюстрация художника) может стать целью будущей европейской флагманской миссии.

Европейское космическое агентство / Управление науки

Дэниел Клери

Самые масштабные космические миссии ждут дольше всех. Сегодня Европейское космическое агентство (ЕКА) раскрыло три широкие научные темы, которые оно хочет реализовать для крупномасштабных миссий стоимостью 1 миллиард евро или более, которые будут запущены между 2035 и 2050 годами. Они включают пристальный взгляд на ледяные луны вокруг Юпитера и Сатурна. , анализ атмосферы близлежащих экзопланет и новые способы изучения образования первых звезд, галактик и черных дыр во Вселенной. «Мы должны начать планирование науки и технологий, которые нам понадобятся для миссий, которые мы хотим запустить через десятилетия», – сказал в заявлении научный директор ЕКА Гюнтер Хазингер.

ЕКА обновляет список научных миссий примерно каждые десять или два десятилетия. Текущая программа под названием Cosmic Vision включает три флагманских миссии, которые будут запущены до 2034 года: космический корабль для изучения спутников Юпитера, рентгеновский телескоп и детектор гравитационных волн.

Следующий раунд, получивший название Voyage 2050, стартовал в 2019 году с почти 100 предложенных миссий или тем от команд исследователей. Те идеи, которые могут привести к прорыву в науке, были разделены на три широкие категории 75 исследователями, разделенными на шесть комитетов. Комитет по научной программе ЕКА утвердил категории на этой неделе. Хотя темы явно не требуют миссий, некоторые переводятся в довольно специфические возможности миссий.

Первая тема призывает к миссии по поиску жизни в Солнечной системе с посещением либо Европы Юпитера, либо Энцелада Сатурна, лун, которые, как считается, имеют водные океаны, скрытые под своими замороженными оболочками. ЕКА заявляет, что миссия может включать не только орбитальный аппарат, но также спускаемый аппарат или дрон для отбора проб материалов на месте, поскольку на некоторых спутниках вода, предположительно из подземного океана, была замечена бьющей через трещины во льду. ЕКА ранее высадило зонд Гюйгенс на спутнике Сатурна Титане в 2005 году и посетит спутники Юпитера Ганимед, Каллисто и Европу с миссией Jupiter Ice Moons Explorer (JUICE), запуск которой запланирован на 2022 год. НАСА уже совершило Europa Clipper, Запустившийся в 2024 году, он совершит облеты этой луны, когда она прибудет в 2030 году.

Вторая тема требует новых исследований ранней Вселенной. Одна из возможностей – это миссия, основанная на методах, используемых миссией Planck, которая нанесла на карту реликтовое микроволновое излучение от Большого взрыва, чтобы узнать о расширении Вселенной и первоначальном скоплении вещества, которое послужило зачатком образования галактик. Другая возможность – это преемник космической антенны с лазерным интерферометром, флот из трех космических кораблей, летящих в строю, которые должны быть запущены в 2034 году и нацелены на обнаружение гравитационных волн с длинными волнами, таких как волны от слияния сверхмассивных черных дыр – событий, которые детекторы на Земле не могут поймать. Но Фабио Фавата, глава отдела стратегии, планирования и координации ЕКА, говорит, что официальные лица открыты для других идей. «Мы ничего не исключаем», – говорит он. «Мы выбираем определенные научные цели, а затем спрашиваем, как лучше всего решить их с помощью космической миссии».

Третья тема требует либо исследования Млечного Пути, либо телескопа для охоты за экзопланетами. Согласно первому сценарию, миссия могла бы продолжить работу телескопа Gaia ЕКА, нанося на карту точные положения миллиардов звезд, чтобы понять эволюцию нашей Галактики Млечный Путь, но переключая внимание на ближний инфракрасный свет, чтобы получить дополнительную информацию о звездах и получить исправление звезд, скрытых облаками при просмотре в видимом свете. Если вместо этого ЕКА решит построить охотника за экзопланетами, это может быть один большой телескоп, фокусирующийся на средних длинах волн инфракрасного диапазона – как космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА, но на более длинных волнах, которые содержат дополнительные подсказки об атмосфере планеты. Другая возможность – запустить несколько прицелов, которые летают строем, что обеспечит более четкое зрение, позволяющее различать экзопланеты меньшего размера. Саша Куанц из ETH Zurich, возглавляющий команду, разрабатывающую такой флот, называемый Большим интерферометром экзопланет, приветствует включение экзопланет в темы. Его не пугает мысль о работе над миссией, которая не начнется в течение двух десятилетий. «Я счастлив посвятить этому остаток своей карьеры», – говорит он. «Это то, что нам действительно нужно, чтобы понять экзопланеты».

ЕКА решило, что сначала построит миссию на ледяной Луне, потому что после запуска JUICE в следующем году команды с соответствующими знаниями смогут свободно работать над новой миссией. Фавата говорит, что следующим шагом будет формирование комитета, который выберет целевую луну и решит, что технологически возможно в рамках временных и финансовых ограничений. Этот процесс займет до 5 лет, прежде чем командам будет предложено предлагать миссии для слота. Затем нужно примерно 15 лет, чтобы спроектировать, построить и запустить большую миссию. А миссии к Юпитеру или Сатурну могут занять много лет путешествия. Европейским планетологам нужно будет устроиться в путешествие на всю жизнь.