Продовжуємо! Приємно що перша частина викликала у вас цікавість. А в прогуляємось по борту цього космічного апарату, щоб зрозуміти як він збирається досягати своїх цілей.
З коментів до попереднього допису: виникло слушне питання про те, як планують і проектують космічні місії в астрофізиці впринципі. Інакшими словами – з чого почати і чим закінчити коли Ви захочете зашпулити на орбіту інструмент що мав би принести користь науці. Хоча це лише приблизна схема, але я думаю що послідовність має виглядати так
1. Визначення цілей і типу інструмента (оптичний, рентгенівський, інфрачервоний чи ще який телескоп, чи детектор частинок чи ще що). Якщо це якась флагманська місія, то часто це робиться через широке опитування наукової спільноти, як було з Хабблом та Веббом. Думка сотень або тисяч вчених усереднюється і приймається найбільш зважене рішення.
2. Визначення фінансування і базуючись на цьому – принципового набору інструментів. Саме це є основним обмежувачем, а не радіуси обтікачів ракет, як на мене. Ви повинні приблизно орієнтуватись в вартості оптики, електроніки, спецматеріалів і збірки. І звісно вартості доставки грузу на орбіту. Але якщо брати оптимістичну ціну в 2000$/кг на сьогодні, то ціна доставки 2160 кг грузу на НОО (а Евклід важить саме стільки, 848 кг – телескоп і платформа, все решта – бустер і пальне) складе всього ~4.2 млн доларів – менше процента від вартості місії.
3. Технічні обмеження виходячи з умов роботи місії (допустимі розміри, навантаження, час життя і т.д.). Уточнення інструментарію. В нашому випадку, розміри це приблизно циліндр довжиною 4.5 і радіусом 3.1 метри. Falcon 9 Block 5 потягне, хоча початково мав бути й інший носій, але теж важкого класу.
4. Уточнення можливостей індустрії. Уточнення інструментарію. Головним підрядником для місії, що не дивно, стали євро-космо-гіганти: Thales Alenia Space (апарт вцілому), і Airbus Defence and Space (платформа корисного навантаження).
5. Mission critical design review (CDR). Це коли всю місію перетрушують і переглядають – чи не виходить якась фігня вцілому і чи не можна якось все кардинально поліпшити внаслідок якихось нових технологій. Початковий дизайн Евкліда був готовий в 2015, а CDR пройдений в 2018.
6. Початок виготовлення і фізичної збірки
Пропоную товаристу Альфацентаври якось зібратись на мозговий штурм і придумати телескоп за цим алгоритмом з реалістичним бюджетом і місією!
Отже, КА Евклід має дві складові – сам телескоп та платформа корисного навантаження (Spacecraft bus, надмозг. “Автобус космічного корабля”). Давайте покопаємось в них детальніше. Найцікавіше це телескоп та його камери. Їх тут дві
1. VIS, камера видимого світла (530–920 nm). ПЗЗ матриця камери мозаїчна (6х6) – на 600 млн. (разом) пікселів. Чудова роздільна здатність Евкліда (0.1 арксекунда у видимому, 0.04 – в Хабла, близько 40 – в людського ока) дозволить дуже точно міряти форми галактик, а також їхні деформації внаслідок гравітаційного лінзування (ефект носить назву cosmic shear).
2. NISP – камера та спектрограф в ближньому інфрачервоному світлі (920–1850 nm). Теж мозаїчна (4х4), всього 65 млн. пікселів. Детектори Teledyne H2RG, з якої складається ця камера допоможуть міряти червоне зміщення галактик і фотометричним способом (потребує менше часу, реалізується в даному випадку трьома фільтрами (Y, J і H)) і спектрометричним, адже там присутній безщілинний спектрограф. Другий спосіб в 10 раз точніший ніж перший.
Ну а сам телескоп являє собою типовий три-дзеркальний анастигмат, він же телескоп Корша. Такими є і Хаббл і Вебб – стандартна конфігурація для космічної оптики.
Що стосується платформи, то її компоненти стандартні:
TT&C – Telemetry and Telecommand
AOCS – Attitude Orbit Control System
CDMS – Central Data Management System
EPS – Electrical Power System
RCS – Reaction Control System
MPS – Micro-Propulsion System
Залишають навіть без перекладу, бо геть в цьому слабо розбираюсь. Треба тільки ще додати, що ця система повинна бути здатною пересила на землю 850 Гб даних. Сам Евклід може зберігати 300 Гб в себе на борту, адже станція зв’язку в Іспанії не буде завжди видима з телескопу. А орієнтація телескопу здіснюється з точністю до 35 міліарк-секунд. Евклід працюватиме при -150 за цельсієм, це досягається хорошою ізоляцією, активного охолодження наче нема. Більше деталей про конструкцію – в технічній статті-проспекті цієї місії.
І знов цікаве з коментів – чи закладена таким дизайном можливість продовження часу функціонування цього телескопу? Номінальна розрахована тривалість – 6 років, але я певний що вона буде розширена. Телескоп працюватиме далеченько від Землі, L2 це більш ніж 1 млн кілометрів звідси, то ж люди туди не долетять. І за сумою обставин ремонт би обійшовся як значна частка від вартості місії – не забувайте, що це не флагманська місія, а середнього класу (500 млн. євро). За такий час не лише пальне закінчиться – почне псуватись електроніка від радіації, рухомі частини від тертя, метал від вакууму. То ж дешевше запустити нову) Та й за ці 6 років планується, що Евклід прогляне третину неба не один раз – а як мінімум тричі, а деякі участи й по 5 раз – щоб не сумніватись в результатах. То ж ні, залізяка там буде сама і назавжди.
Ну що ж, тепер ми знайомі і значинкою нашого героя. 1200 людей, понад 100 лабораторій із 15 країн важко працювали, щоб пережити свій тріумф вже завтра! 10 петабайт нової інформації про наш Всесвіт вже за 6 років будуть в нас (в мене як в науковця ну прям дуже слинки течуть)))!
Мабуть залишу ще трохи смачного на третю частину – історію і деталі запуску. Постараюсь написати до цього ж таки запуску, а тим часом – дякую за Ваші увагу, цікавість та коменти. І знов кличу
до себе на канал)))
UPD. Вийшла третя частина!