Euclid hat seine „verlorenen“ Leitsterne gefunden, nachdem ein Software-Patch seine Navigationsprobleme gelöst hat und die Beobachtungspläne für die nächsten sechs Jahre neu gestaltet wurden, um Streusonnenlicht zu vermeiden: Es ist das Ende einer interessanten Inbetriebnahmephase und Euclid wird nun seinen letzten Tests unterzogen im vollständigen „Wissenschaftsmodus“.
Einige Monate lang war der Detektiv des dunklen Universums der ESA nicht ganz richtig. Es erreichte problemlos Lagrange-Punkt 2, fokussierte seinen Teleskopspiegel und nahm seine ersten faszinierenden Testbilder auf. Es wurde jedoch bald klar, dass die Mission einige Probleme hatte.
Am besorgniserregendsten war Euclids Feinleitsensor, der zeitweise seine Leitsterne nicht fand – was für die Mission von entscheidender Bedeutung war, um die gewünschten Himmelsregionen präzise anzuvisieren.
Unsere eigene Sonne stand im Weg, da sie in Zeiten hoher Sonnenaktivität Protonen ausstößt, die zeitweise auf die Detektoren des Sensors treffen und Signale erzeugen, die der Sensor fälschlicherweise als echte Sterne interpretierte. In geringerem Maße störten auch Streulicht und Röntgenstrahlen die Beobachtungsinstrumente von Euklid.
Die „Inbetriebnahmephase“ ist der Zeitraum, in dem eine auf der Erde entworfene und getestete Mission mit der Realität im Weltraum zusammentrifft – es gibt immer Hürden auszubügeln und unerwartete Wendungen. Die Teams der Missionskontrolle der ESA arbeiteten in 12-Stunden-Schichten, um Euclid in dieser Phase rund um die Uhr zu betreuen, und arbeiteten mit Wissenschaftlern und der Industrie zusammen, um ein Raumschiff auf seine neue Umgebung und die bevorstehende Mission vorzubereiten.
Nach unglaublicher Arbeit und Einfallsreichtum von Teams in ganz Europa – darunter viele lange Nächte – wurde Euclids Fine Guidance Sensor aktualisiert und zehn Tage lang im Orbit getestet, und alles sieht gut aus. Nachdem die Leitsterne gefunden wurden, wird Euclid nun die äußerst wichtige Phase der Leistungsüberprüfung vollständig fortsetzen. sein letzter Test, bevor er auf das dunkle Universum losgelassen wird.
Euklids Sinne verfeinern
Der Fine Guidance Sensor (FGS) von Euclid ist eine völlig neue Entwicklung in Europa und ist dafür verantwortlich, die Missionspunkte präzise sicherzustellen und alle „Schwenkbewegungen“ (Rotationen) durchzuführen, die eine sechsjährige Vermessungsmission erfordert.
Das FGS ist ein Bordinstrument, das mit optischen Sensoren ausgestattet ist, die den Himmel von den Seiten des „Sichtfelds“ von Euclids VISible-Instrument (VIS) abbilden. Der Sensor nutzt Leitsterne zur Navigation und speist diese Daten in das Lage- und Umlaufbahnkontrollsystem des Raumfahrzeugs ein, um die genaue Ausrichtung des Teleskops zu gewährleisten und beizubehalten.
Vor dem Start wurde der Sensor gründlich getestet, aber nichts ist mit dem echten Himmel unter realen Weltraumbedingungen vergleichbar. Kosmische Strahlung – hochenergetische Strahlung, die aus dem Universum und von Sonneneruptionen unserer Sonne stammt – führte manchmal dazu, dass in Euklids Beobachtungen „Artefakte“ oder falsche Signale auftraten. Diese falschen Signale waren zeitweise zahlreicher als echte Sterne und Euklids Sensor konnte die für die Navigation erforderlichen Sternmuster nicht auflösen. Dies führte zu einigen interessanten Testergebnissen!
Die „verrücktesten“ Bilder zeigen einen extremen Fall, in dem Euklid bei der Beobachtung eines Sternfeldes nicht an seinem Platz einrastete, was zu einem Bild von wirbelnden Sternspuren und „Lassos“ führte, als die Raumsonde versuchte, ihr Ziel zu erreichen. Um schwer erkennbare, subtile Muster in entfernten Galaxien und Sternhaufen aufzudecken, reicht dies offensichtlich nicht aus. Die Teams machten sich an die Arbeit, um eine Lösung zu finden.
Der Software-Patch wurde zunächst auf der Erde mit einem elektrischen Modell von Euklid und einem Simulator getestet, dann zehn Tage lang im Orbit. Die Vorzeichen waren positiv, denn immer mehr Stars zeigten sich.
„Unsere Industriepartner – Thales Alenia Space und Leonardo – gingen zurück ans Zeichenbrett und überarbeiteten die Art und Weise, wie der Fine Guidance Sensor Sterne identifiziert. Nach großem Aufwand und in Rekordzeit erhielten wir neue Bordsoftware, auf der wir installiert werden konnten.“ das Raumschiff“, erklärt Micha Schmidt, Euclid Spacecraft Operations Manager.
„Wir haben das Software-Update sorgfältig Schritt für Schritt unter realen Flugbedingungen getestet, mit realistischen Eingaben des Science Operations Center für Beobachtungsziele, und schließlich wurde grünes Licht für den Neustart der Leistungsüberprüfungsphase gegeben.“
Giuseppe Racca, Euclid-Projektmanager, fügt hinzu: „Die Leistungsüberprüfungsphase, die im August unterbrochen wurde, ist nun vollständig wieder angelaufen und alle Beobachtungen werden korrekt durchgeführt. Diese Phase wird bis Ende November dauern, aber wir sind zuversichtlich, dass sich die Missionsleistung als positiv erweisen wird.“ herausragend sein und die regelmäßigen wissenschaftlichen Beobachtungen können danach beginnen.“
Die dunkle Wissenschaft beginnt bald
Euklids Mission besteht darin, einige der grundlegendsten wissenschaftlichen Fragen zu beantworten, die wir über die Natur unseres Universums haben: Was sind die schwer fassbare dunkle Materie und dunkle Energie, die angeblich 95 % unseres Universums ausmachen und dennoch nie gesehen wurden? Wie gültig ist die allgemeine Relativitätstheorie auf kosmischen Skalen? Wie entstand das Universum nach dem Urknall?
Euklids Durchmusterung wird ein Drittel des gesamten Himmels beobachten und dabei 10 Milliarden Jahre zurückblicken, um uns zu helfen, die Physik des frühen Universums und die Entstehung kosmischer Strukturen zu verstehen.
Durch die Messung der Formen von Milliarden Galaxien über Milliarden Jahre kosmischer Geschichte hinweg mit beispielloser Genauigkeit wird Euclid eine 3D-Ansicht der Verteilung der Dunklen Materie in unserem Universum liefern. Die Karte der Verteilung von Galaxien über die kosmische Zeit hinweg wird uns Aufschluss über die Dunkle Energie geben, die die räumliche Entwicklung der großräumigen Struktur des Universums beeinflusst.
Um dies zu ermöglichen, verfügt Euclid über eines der präzisesten und stabilsten Teleskope, die jemals auf den Markt gebracht wurden. Es wird gestochen scharfe Bilder und tiefe Spektren unseres Universums liefern und während seiner Missionsdauer von sechs Jahren alle 75 Minuten seinen Fokus ändern und mehr als 40.000 Mal „ausrichten“.
Das Universum in einer Kiste: Vorbereitung auf Euklids Umfrage. Bildnachweis: Europäische Weltraumorganisation
„Ich möchte allen unseren Expertenteams danken, die am erfolgreichen Abschluss der anspruchsvollen Inbetriebnahmephase beteiligt waren, einschließlich des Euclid-Konsortiums, der Ingenieure und der Industrie“, schließt Carole Mundell, Wissenschaftsdirektorin der ESA.
„Jetzt kommt die aufregende Phase, in der wir Euclid unter wissenschaftlichen Bedingungen testen, und wir freuen uns auf die ersten Bilder, die zeigen, wie diese Mission unser Verständnis des dunklen Universums revolutionieren wird.“