2023世界航天年度重磅发射!欧几里得望远镜即将前往日地L2点

北京时间2023年7月1日23:11(下同北京时间),欧几里得(Euclid)太空望远镜将由“猎鹰九号”运载火箭从卡纳维拉尔角太空军基地发射升空,前往日地拉格朗日L2点。

欧几里得(Euclid)是欧空局(ESA)主导、美国航空航天局(NASA)参与的一项重大太空观测任务,旨在观察探索宇宙的“黑暗面”("dark side")——暗物质和暗能量(dark matter and dark energy),以求得出新的认知。暗物质和暗能量都被认为是宇宙的关键组成部分,是当代关于宇宙的最大谜团。

自诞生以来,宇宙一直在膨胀——这一事实由比利时天文学家乔治·莱马特(Georges Lemaître)于1927年和美国天文学家埃德温·哈勃(Edwin Hubble)于1929年发现。但科学家们预计,宇宙物质的引力会逐渐减缓这种膨胀。20世纪90年代,通过观察一种特殊的超新星,科学家们发现在大约60亿年前暗能量开始对宇宙产生越来越大的影响,但没有人知道是怎么回事和为什么。宇宙正在加速膨胀,这意味着我们对宇宙的描绘缺少了一些基本的东西。科学家们不确定宇宙的加速膨胀是由额外的能量成分引起的,还是表明我们对引力的理解需要以某种方式改变。欧几里得望远镜有望揭示有关宇宙基本运行规律的重要信息。

欧几里得太空望远镜由服务舱、载荷舱两部分组成,其中服务舱搭载发电和配电、姿态控制、数据处理、推进、远程通信和遥测以及热控等子系统。载荷舱搭载了主镜、遮阳罩和2台主载荷:1台可见光摄像机(VISible-wavelength camera,VIS)和1台近红外光谱仪和光度计(Near-Infrared Spectrometer and Photometer,NISP),其中近红外光谱仪和光度计(NISP)由美国航空航天局(NASA)提供。

可见光摄像机(VIS)配备36个4K CCD探测器,工作于550∼900纳米波长,用于探测数十亿星系的形状,提供高清的星系图像。近红外光谱仪和光度计(NISP)配备16个2K HgCdTe组成的近红外探测器阵列,用于计算900∼2000 纳米波长的红移/距离,测量来自星系的光的亮度和强度,提供迄今为止观测太空的最大视场。此外,该望远镜还配备了4太比特的大容量存储器。

欧几里得望远镜长4.7米,直径3.7米,其中主镜直径1.2米,起飞质量为2吨,其中有效载荷800千克、服务舱850千克、推进剂210千克、配重40千克,标称任务寿命为六年,有可能延长(受限于用于推进的低温气体总量)。欧几里得设计测量面积为15000平方度,超过天球总面积41252.96平方度的1/3,图像质量将是地面巡天的5倍以上。

7月1日,欧几里得在由“猎鹰九号”于23:11发射升空后,将在23:53与火箭二级分离,随后地面最早将在23:57获取欧几里得信号以确认航天器工作正常。此后,欧几里得将前往距地150万千米的日地拉格朗日L2点,并于发射四周后抵达,进入环绕L2点运行的晕轮轨道。一旦进入轨道,任务操作员就将开始验证望远镜的所有功能。在此期间,残留的水将被排出,随后欧几里得的仪器将被打开。在发射后的一到三个月内,欧几里得将经过几次校准和科学性能测试,为科学探测做好准备。发射三个月后望远镜将开启其宇宙探测的早期任务。
在轨工作期间,欧几里得太空望远镜将在超过天球面积三分之一的范围内观测距离超过100亿光年的数十亿星系,绘制出有史以来最大、最准确的宇宙时空3D地图。该望远镜将探索宇宙是如何膨胀的,以及大规模结构在空间和时间上是如何分布的,从而揭示更多关于引力的作用以及暗能量和暗物质的性质。
作者:大白高国