April 17, 2024

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Ingenieure entwickeln einen Plan, um ein Millionen Meilen entferntes Teleskop im „dunklen Universum“ abzutauen

Ingenieure entwickeln einen Plan, um ein Millionen Meilen entferntes Teleskop im „dunklen Universum“ abzutauen

Das Euclid-Teleskop der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) verliert allmählich seine Sicht, da Schichten von Wassermolekülen auf seinen Spiegeln gefrieren. Das sind schlechte Nachrichten für eine Mission, deren Aufgabe es ist, das dunkle Universum mit hochempfindlichen Kameras zu beobachten, aber das Team hinter dem Teleskop hat einen Plan entwickelt, um Euklid in den kalten Tiefen des Weltraums warm zu halten.

Euclid startet im Juli 2023 Untersuchung des dunklen Universums – der Teile des Universums, die aus dunkler Energie und dunkler Materie bestehen – mithilfe der Kamera für sichtbares Licht (VIS), der Nahinfrarotkamera und des Spektrometers (NISP). Kurz nach dem Start begann das Wissenschaftsteam der Mission mit der Kalibrierung der Instrumente des Teleskops. Während dieses Prozesses bemerkten die Teammitglieder einen allmählichen Rückgang der Lichtmenge, die von Sternen gemessen wurde, die wiederholt mit VIS beobachtet wurden.

„Einige Sterne im Universum variieren in ihrer Leuchtkraft, aber die meisten sind über Millionen von Jahren stabil“, sagte Mischa Shermer, ein Euklid-Kalibrierungswissenschaftler, in seinem Artikel. Stellungnahme. „Als unsere Instrumente einen schwachen, allmählichen Rückgang der einfallenden Photonen entdeckten, wussten wir, dass es nicht sie waren, sondern wir.“

Nach monatelangen Untersuchungen geht das Team nun davon aus, dass wahrscheinlich mehrere Schichten von Wassermolekülen auf den Spiegeln von Euklids optischen Instrumenten eingefroren waren. Es handelt sich um eine sehr dünne Wassereisschicht, vielleicht ein paar Dutzend Nanometer dick (ungefähr so ​​breit wie ein DNA-Strang), aber sie reichte aus, um Euklids hochempfindliches Sehvermögen zu beeinträchtigen.

Nach Angaben der Europäischen Weltraumorganisation hat das Teleskop beim Sammeln auf der Erde wahrscheinlich Wasser aus der Luft angesaugt und gibt dieses Wasser nun nach und nach aus Teilen der Raumsonde ab. Bei den eisigen Temperaturen im Weltraum bleiben die freigesetzten Wassermoleküle an der ersten Oberfläche haften, auf der sie landen.

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Euklid befindet sich derzeit etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt, wo die Temperaturen auf etwa -455 Grad Fahrenheit fallen können. Gefrorene Wassermoleküle sind in dieser Entfernung ein häufiges Problem für Raumfahrzeuge, aber Euklid benötigte ein möglichst eisfreies optisches System, um das dunkle Universum beobachten zu können.

Um das Problem des gefrorenen Wassers im Teleskop zu lindern, entwickelte das Team einen Plan, das Raumschiff mithilfe eines vor dem Start entwickelten Dekontaminationsverfahrens aufzuheizen. Allerdings könnte das Einschalten der Bordheizungen des Teleskops dessen mechanische Struktur beeinträchtigen und möglicherweise zu einer Ausdehnung führen, die es dem Raumschiff möglicherweise nicht ermöglicht, wieder seine ursprüngliche Größe zu erreichen.

Stattdessen wird Mission Control Befehle senden, um risikoarme optische Teile des Raumfahrzeugs zu erwärmen, beginnend mit zwei Euclid-Spiegeln, die laut ESA unabhängig voneinander erhitzt werden können. Wenn das Problem dadurch nicht gelöst wird, wird das Team weiterhin andere Spiegelsätze auf Euclid erhitzen.

„Der Auftauprozess soll Euklids Fähigkeit, Licht aus diesen alten Galaxien zu sammeln, wiederherstellen und bewahren, aber dies ist das erste Mal, dass wir dies tun“, sagte VIS-Instrumentenwissenschaftlerin Reiko Nakajima in einer Erklärung. „Wir haben ziemlich gute Vermutungen darüber, an welcher Oberfläche das Eis haftet, aber wir werden uns nicht sicher sein, bis wir es wissen.“

Es handelt sich um ein experimentelles Verfahren, aber das Risiko lohnt sich, denn Wassereis könnte Euklids Fähigkeit gefährden, ein Drittel des Himmels mit beispielloser Empfindlichkeit zu scannen, genug, um die kleinsten Galaxien zu erfassen.

Euclid hat sich bereits von einem problematischen Fehler erholt. Kurz nach dem Start verloren die präzisen Leitsensoren des Teleskops gelegentlich den Überblick über Leitsterne, eine Methode, die das Teleskop zur Lokalisierung von Regionen des Universums verwendet. Die Das Team vor Ort entwarf einen Software-Patch für Euklid, was eine vollständige Genesung ermöglicht.

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