Euclid (Weltraumteleskop)

geplantes Weltraumteleskop der ESA
Euclid
Euclid
Typ: Weltraumteleskop
Betreiber: Europaische Weltraumorganisation ESA
Missionsdaten
Masse: 2160 kg (Startmasse)
Start: 2023
Startplatz: CSG
Trägerrakete: Ariane 62
Status: im Bau
Bahndaten
Bahnhöhe: Orbit um den Lagrange-Punkt L2 des Erde-Sonne-Systems

Euclid – benannt nach dem antiken Mathematiker Euklid von Alexandria – ist ein im Bau befindliches Weltraumteleskop der ESA, im Rahmen des Programmes Cosmic Vision 2015–2025, zur Erforschung der sogenannten dunklen Energie und Materie. Das Weltraumteleskop soll 2023 mit einer Ariane 6 von Kourou seine Reise beginnen[1] und nach etwa 30 Tagen seinen Zielort, den zweiten Lagrange-Punkt (kurz L2), im Erde-Sonne System, erreichen.[2] Dort angekommen soll das Teleskop etwa sechs Jahre lang den Weltraum erkunden[3] und mehr als ein Drittel des gesamten Himmels durchmustern.[4]

Bauvergabe und BauBearbeiten

Die Verträge mit den beteiligten Instituten, die die beiden wissenschaftlichen Instrumente bauen werden, wurden am 20. Juni 2012 unterschrieben. Am 24. Januar 2013 wurde bekannt gegeben, dass die NASA Sensoren für das Infrarotinstrument von Euclid liefern wird.[5] US-Wissenschaftler sind damit an Euclid beteiligt.[6]

Der Bau des Raumflugkörpers wurde im Juni 2012 ausgeschrieben.[7] In Astriums Entwurf für Euclid bestehen die beiden ersten der drei Teleskopspiegel aus Siliziumcarbid. Im alternativen Entwurf von Thales Alenia Space sollten diese Teleskopspiegel aus Glaskeramik bestehen, die von einer Stützstruktur aus Siliciumnitrid stabilisiert werden.

Astrium in Toulouse gewann am 11. Juni 2013 den Auftrag für das Nutzlastmodul von Euclid mit Teleskopspiegeln aus Siliciumcarbid.[8][9] Thales Alenia Space hingegen wurde am 27. Juni 2013 als Hauptauftragnehmer für Euclid ausgewählt. TAS baut demnach die Versorgungseinheit. In diese wird dann das Nutzlastmodul von Astrium eingebaut.[10][11]

Im Juli 2020 waren die Arbeiten und Tests an den beiden Instrumenten abgeschlossen.[12]

StartBearbeiten

Das Weltraumteleskop sollte nach ursprünglicher Planung mit einer Sojus-Rakete von Kourou starten.[13] Aufgrund des Kriegs Russlands in der Ukraine und den darauf folgenden Embargos wurden im März 2022 die geplanten Starts mit der Sojus-Rakete aufgekündigt.[14] Stattdessen wird Euclid mit der neuen europäischen Trägerrakete Ariane 6 starten.[1]

AufbauBearbeiten

Euclid wird zwei Instrumente verwenden, die beide durch ein 1,2-m-Korsch-Teleskop[3] mit drei Spiegeln und 24,5 m Brennweite schauen und das gleiche Himmelsgebiet beobachten. Das Teleskop hat ein Sichtfeld von 0,8° × 1,2°.[15] Zur Rauschunterdrückung soll das Teleskop passiv und aktiv gekühlt werden. Ein Instrument arbeitet im sichtbaren und eines im nahen Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums. Das Instrument im sichtbaren Spektralbereich verwendet mehrere nebeneinander angeordnete CCDs. Das Teleskop hat im infraroten Spektralbereich mehrere Filterräder und kann im Infrarotbereich Fotos oder Spektren aufnehmen. Das Instrument benutzt 36 CCDs, davon hat jeder Sensor 4000 × 4000 Pixel. Damit hat der Detektor eine Auflösung von 600 Megapixel. Zur Positionierung des Bildfeldes kann sich Euclid in 80 Minuten um sich selbst drehen.[10] Für die Feinausrichtung wird Kaltgas verwendet.

KommunikationBearbeiten

Die Telemetrie und Steuerbefehle werden im X-Band übertragen. Die Ergebnisse der Nutzlasten sollen im Ka-Band (26 GHz) über eine bewegliche Antenne an die Bodenstation gesandt werden. Vier Stunden pro Tag wird Euclid im Ka-Band senden, um bis zu 855 Gigabit täglich zu übertragen.[16] Als primäre Bodenstation war von Anfang an Cebreros in Spanien vorgesehen. Die große Datenmenge von Euclid machte einen weiteren Ausbau der Datenverarbeitung des ESTRACK Antennen-Netzwerks notwendig. Die Station in Cebreros wurde bis 2017 für den Empfang im Ka-Band aufgerüstet. Die Netzverbindungen wurden in Cebreros und Malargüe von 10 Mb/s auf 147 Mb/s ausgebaut, außerdem wurde von 2017 bis 2019 Malargüe um Ka-Band Empfang (26 GHz) erweitert.[17] In New Norcia wird zudem eine vierte 35-Meter-Antenne für X- und Ka-Band gebaut, die 2024 in Betrieb gehen soll. Damit wäre dann zu jeder denkbaren Zeit die Datenübertragung im Ka-Band möglich.

MissionszieleBearbeiten

Die Mission untersucht den Zusammenhang zwischen Rotverschiebung und der Entwicklung der kosmischen Strukturen, beispielsweise von Galaxien und Galaxienhaufen. Erfasst werden die Formen von Galaxien und Galaxienhaufen bis zu einer Rotverschiebung von ungefähr 2. Damit reicht der Blick ungefähr 10 Milliarden Jahre zurück und deckt damit den Zeitpunkt ab, zu dem die Dunkle Materie zu einer kosmologisch bestimmenden Größe wurde.

Euclid soll helfen, die folgenden Fragen zu beantworten:

  • Wie verteilt sich die Dunkle Materie im Universum?
  • Wie vollzog sich die Ausdehnung des Universums?
  • Was sagt uns dieses über die Eigenschaften der Dunklen Energie?
  • Verändert sich der Anteil an Dunkler Energie über die Zeit?
  • Wie formen sich die großräumigen Strukturen im Universum?

Für die Beantwortung dieser Fragen nutzt Eclid hauptsächlich zwei Mittel:

  1. Schwache Gravitationslinsen: Schwache Gravitationslinsen sind ein Mittel, um die Verteilung von dunkler Materie erfassen zu können, indem die Verzerrungen von Galaxien durch ungleich verteilte Massen entlang der Sichtlinien untersucht werden
  2. Baryonische Akustische Oszillationen: Dieses sind Wellen, die in großen Galaxienhaufen erkannt werden können. Aus diesen Wellenmustern kann ein Maßstab für die Ausdehnung des Universums abgeleitet werden und für die Beschleunigung durch Dunkle Energie.

Wissenschaftliche AuswertungBearbeiten

Die Daten von Euclid werden vom internationalen Euclid-Konsortium ausgewertet. Das ist ein Zusammenschluss von ungefähr 1000 Ingenieuren und Wissenschaftlern in ungefähr 100 verschiedenen Weltraumorganisationen, Universitäten, wissenschaftlichen Instituten, Observatorien und sonstigen Organisationen weltweit, mit dem Zweck der Auswertung der Missionsdaten und zur Überprüfung der Erkenntnisse mit erdgebundenen Teleskopen. Die Prozesse sollen in ähnlicher Weise laufen, wie DPAC die Daten der Gaia-Mission auswertet. Euklid befasst sich jedoch mehr mit Galaxien und Gravitationslinsen, als mit einzelnen Sternen. Sterne sind bei der Auswertung eher hinderlich und die beobachteten Himmelsbereiche umgehen Regionen mit hoher Sternendichte. Die Zentrale des Konsortiums befindet sich am Institut d’astrophysique de Paris. Mitarbeiter und Wissenschaftler können sich zudem über nationale Büros registrieren. Solche Büros gibt es in Österreich, Belgien, Kanada, Dänemark, Finnland, Frankreich, Deutschland, Italien, Japan, Niederlande, Norwegen, Portugal, Spanien, Rumänien, Schweiz, Vereinigtes Königreich, USA.

QuellenBearbeiten

WeblinksBearbeiten

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. a b Le satellite de cosmologie Euclid sera finalement lancé par Ariane 6, abgerufen am 19. März.
  2. Mission Summary sci.esa.int
  3. a b Auf der Suche nach Dunkler Energie: Das neue Weltraumteleskop Euclid, DLR am 20. Juni 2012; abgerufen am 27. April 2015
  4. ESA: Euclid - Mussion-Science
  5. Euclid soll Licht ins Dunkel bringen, Michael Clormann auf Raumfahrer.net am 25. Januar 2013; abgerufen am 27. April 2015
  6. NASA signs on to European dark energy mission (englisch), Stephen Clark auf Spaceflightnow.com am 25. Januar 2013; abgerufen am 27. April 2015
  7. Dark Universe mission blueprint complete (englisch), ESA am 20. Juni 2012; abgerufen am 27. April 2015
  8. Euclid to probe dark Universe with Astrium science module (englisch), ESA am 11. Juni 2013; abgerufen am 27. April 2015
  9. Airbus Defence and Space is awarded the Euclid Payload Module contract by ESA (englisch), Airbus Defence and Space am 11. Juni 2013; abgerufen am 27. April 2015
  10. a b TAS Hauptauftragnehmer für ESA-Teleskop Euclid, Thomas Weyrauch auf Raumfahrer.net am 28. Juni 2013; abgerufen am 27. April 2015
  11. Thales Alenia Space wins prime contract for Europe’s Euclid cosmology satellite (Memento vom 4. November 2016 im Internet Archive) (englisch), Thales Group am 27. Juni 2013; abgerufen am 27. April 2015
  12. ESA Science & Technology - The Euclid space telescope is coming together. Abgerufen am 27. März 2021.
  13. Euclid Fact Sheet. ESA Science & Technology, abgerufen am 28. Dezember 2021.
  14. Soyuz embargo strands satellites with limited launch options, Space News, 10. März 2022
  15. ESA: Euclid - Telescope
  16. Euclid Consortium: Mission characteristics. 27. Dezember 2017, abgerufen am 26. Februar 2018 (englisch).
  17. Doing up the deep dish. Abgerufen am 28. April 2019 (britisches Englisch).