Kosmická vize

Cosmic Vision  je třetím základním vesmírným výzkumným programem Evropské kosmické agentury (ESA) na období 2015-2025.

Historie programu

Prvním programem byl Horizont 2000.

Na začátku roku 2005 sonda Huygens Evropské kosmické agentury sestoupila atmosférou jednoho ze Saturnových měsíců, Titanu , a přistála na povrchu nejvzdálenějšího tělesa od Země, které kdy vědecké sondy navštívily. Během sestupu a několik hodin po přistání přenesl Huygens na Zemi velké množství vědeckých informací prostřednictvím sondy Cassini Orbiter vyvinuté NASA .

Od okamžiku koncepce až po samotnou realizaci mise uplynulo více než 20 let, počínaje návrhem v roce 1982, poté byl projekt schválen v roce 1988, spuštěn v roce 1997 a na Titan dorazil v roce 2005. Úspěch této mise byl z velké části způsoben zdlouhavými přípravnými činnostmi a nebyl by možný bez dlouhodobého plánu rozvoje vesmírné vědy.

Vědci, inženýři, národní finanční instituce, vesmírný průmysl a mezinárodní partneři staví na stávajícím dlouhodobém plánu ESA, aby zajistili úspěch dvoudekádového projektu. Mise Huygens není výjimkou v dlouhém vývoji vesmírných misí, které obvykle trvají desítky let, než se získají vědecká data. Plán Horizon 2000, který zahrnoval misi Cassini-Huygens , byl připraven v roce 1984. Plán Horizont 2000 Plus byl vypracován v letech 1994-1995 [1] . Cosmic Vision je logickým pokračováním plánovacího cyklu ESA na příští desetiletí.

Vědecké cíle

V roce 2004 ESA oznámila spuštění nové strategie kosmického výzkumu pro roky 2015-2025 – Cosmic Vision. Strategie zahrnuje vývoj kosmických lodí pro studium následujících oblastí [2] :

• Vznik planet a vznik života . Toto téma se zabývá vznikem života nejen na Zemi, ale i na jiných planetách mimo sluneční soustavu . Což zase vyžaduje studium procesu utváření planet a také odhalování známek života (biomarkery).
• Zařízení sluneční soustavy . Studium tohoto tématu bude pokusem o pochopení struktury naší sluneční soustavy, počínaje samotným Sluncem a konče hranicemi jeho vlivu. Kromě toho budou určeny mechanismy formování plynných obrů a jejich satelitů a také role asteroidů a malých těles při formování planet.
• Základní zákony vesmíru . V tuto chvíli fyzikální zákony neplatí pro extrémní podmínky stavu hmoty. V současné době také nejsou plně pochopeny procesy, které se odehrály v prvních sekundách po Velkém třesku . Toto téma má pomoci při studiu stavu hmoty při extrémních teplotách a energiích a také při detekci gravitačních vln .
• Vznik a složení vesmíru . Původ a raný vývoj vesmíru stále není dobře pochopen. Jen asi 5 % hmoty vesmíru je obyčejná hmota. Zbývajících 95 % tvoří neznámá temná energie a temná hmota . Vyjasnit tyto otázky je posláním tohoto tématu.

Kromě vědeckého cíle jsou projekty také rozděleny podle nákladů do dvou skupin: L-class a M-class. Na projekt třídy L je vyčleněno asi 650 milionů eur, na projekt třídy M 300 milionů eur. Plánuje se spuštění tří projektů třídy M (M1, M2 a M3) v letech 2017, 2019 a 2022 a jednoho projektu třídy L (L1) v roce 2020.

Popis

Fáze programu a jejich trvání jsou uvedeny v tabulce:

Vědecká komunita zaslala více než 50 nápadů týkajících se budoucích misí, z nichž následující byly vybrány k dalšímu studiu ve dnech 17. až 18. října 2007 v Paříži [3] :

Mise třídy L

Kandidáti třídy L:

• LAPLACE/ EJSM  - průzkum soustavy Jupiter . Na základě předchozích studií se předpokládá, že jeden z Jupiterových měsíců, Europa , má pod povrchovou vrstvou ledu oceán. Tato mise by měla odpovědět na otázku přítomnosti života v oceánu pod vrstvou ledu a také shromáždit komplexní informace o Jupiteru a jeho satelitech. Pokud bude mise vybrána k realizaci, pak bude uskutečněna ve spolupráci s NASA a JAXA .
• TandEM/TSSM -  Průzkum soustavy Saturn . Tato mise zahrnuje studium dvou satelitů Saturnu: Titanu a Enceladu . Na základě dat z mise Cassini bude TandEM studovat původ, složení, evoluci a astrobiologický potenciál Titanu a Enceladu. Mise bude zahrnovat dvě součásti: kosmickou loď na oběžné dráze a sestupové sondy. Pokud bude mise vybrána k realizaci, pak bude uskutečněna ve spolupráci s NASA .
• XEUS  je rentgenový dalekohled nové generace , který studuje základní zákony vesmíru a také jeho původ. XEUS bude sledovat oběžné dráhy v blízkosti horizontu událostí černých děr , pomocí spektroskopie popsat odtok hmoty z galaktických jader během jejich vrcholné aktivity, hledat supermasivní černé díry , mapovat masivní pohyby a turbulence v kupách galaxií a sledovat proces zpětné vazby v galaxiích. které černé díry vyzařují energii v galaktickém a mezigalaktickém měřítku.

Mnoho mezinárodních partnerů projevilo zájem o společný vývoj rentgenového dalekohledu a v roce 2008 ESA společně s NASA a JAXA vytvořila koordinační skupinu pro vytvoření společného rentgenového dalekohledu International X-ray Observatory (IXO).

V únoru 2009 bylo na společné schůzce NASA a ESA rozhodnuto o podpoře projektu LAPLACE, pozornost si však zaslouží i vědecké cíle mise TSSM, takže obě mise budou dále rozvíjeny i přes to, že LAPLACE má přednost [4 ] .

Do programu byl také přidán projekt LISA pro vyhledávání gravitačních vln.

K 21. prosinci 2010 jsou tři projekty kandidáty na misi L1 [5] :

• LISA ,
• XEUS / IXO
• LAPLACE/ EJSM

Vzhledem k tomu, že Národní rada pro výzkum USA v únoru 2011 zveřejnila přehled pro příští desetiletí, ve kterém mise L1 nejsou prioritou, ESA odložila výběr konečné mise na únor 2012 [6] .

V květnu 2012 vybrala Evropská kosmická agentura jako misi třídu L JUICE ( angl.  Jupiter Icy moons Explorer ). Start se uskuteční v roce 2022 s příletem do systému Jupiter v roce 2030 [7] .

Mise třídy M

Počáteční kandidáti M1 a M2:

• Cross-scale  je mise pro detailní studium blízkozemského prostoru. Projekt počítá s vybudováním 12 výzkumných stanic, které měří plazma (ionizovaný plyn) obklopující Zemi. Mise měla být provedena ve spolupráci s JAXA.
• Marco Polo  - mise přinéstasteroiduna Zemi. Účelem mise je studovat vznik a vývojsluneční soustavy, roli malých těles při vzniku a vývoji Země a života na ní. Kosmická loď mise bude obsahovat sestupový modul, zařízení pro sběr vzorků půdy a vozidlo pro dodávku vzorků na Zemi. Mise měla být provedena ve spolupráci s JAXA.
• Euclid ( kombinující dvě mise Duna a SPACE ) je studiem temné energie a temné hmoty .
• PLATO  je mise na hledání exoplanet pomocí tranzitní metody. PLATO bude schopno detekovat pevné exoplanety a bude mít lepší citlivost než jeho předchůdci.
• SPICA  je infračervený dalekohled nové generace pracující ve středním a dlouhém infračerveném rozsahu. Hlavní cíle jsou: studium vzniku planet, rysů sluneční soustavy a původu vesmíru.

V únoru 2010 byla v misi třídy M učiněna přechodná volba ve prospěch Euclid, Solar Orbiter a PLATO.

Poznámka : V listopadu 2008 byl projekt Solar Orbiter přidán do programu Cosmic Vision jako kandidát na misi třídy M.

Dne 4. října 2011 se Evropská kosmická agentura rozhodla mezi misemi M1 a M2 ve prospěch Solar Orbiter (spuštění v roce 2017) a Euclid (spuštění v roce 2019) [8] .

V červenci 2010 ESA oznámila přijetí návrhů na třetí misi třídy M - M3 [9] , a 25. února 2011 oznámila výběr 4 kandidátů [10] :

• EChO (Exoplanet Characterization Observatory) - studium atmosféry exoplanet ;
• LOFT (Large Observatory For X-ray Timing) – studium neutronových hvězd a černých děr měřením změn v jejich rentgenové emisi;
• MarcoPolo-R - mise vrátit vzorek půdy z asteroidů  nejblíže Zemi;
• STE-QUEST (Space-Time Explorer and Quantum Equivalence Principle Space Test) je vysoce přesný test Einsteinovy ​​teorie relativity a hledání nových základních komponent a interakcí ve vesmíru.

Mise třídy S

Mise třídy S předpokládá realizaci projektu nepřesahujícího 50 milionů eur. Žádost o předkládání návrhů byla oznámena v březnu 2012 [11] . a nakonec obdržel asi 70 návrhů [12] . Zahájení mise je plánováno na rok 2017. Dne 19. října 2012 byl jako vítěz vyhlášen projekt Cheopsova orbitálního dalekohledu (Cheops - charakterizující družici ExOPlanets), určený k hledání a studiu exoplanet. Mise byla vybrána z 26 zbývajících projektů.

Spustit

Plánované datum vypuštění satelitů třídy M je 2017, 2019 a 2022 a třídy L 2020.

Poznámky

1. ↑ 1995: EVROPSKÁ VESMÍRNÁ VĚDA NA NOVÉ VÝŠKY . Získáno 24. prosince 2010. Archivováno z originálu 5. května 2009. (neurčitý)
2. ↑ Definování kosmické vize . Datum přístupu: 20. prosince 2010. Archivováno z originálu 28. listopadu 2010. (neurčitý)
3. ↑ Cosmic Vision 2015-2025: a kandidátské mise jsou... . Získáno 20. prosince 2010. Archivováno z originálu 15. června 2011. (neurčitý)
4. ↑ NASA a ESA upřednostňují mise na vnější planety . Získáno 21. prosince 2010. Archivováno z originálu 10. srpna 2011. (neurčitý)
5. ↑ Zbývající kandidátské mise třídy L pro startovací slot L1 (sestupná linka) . Získáno 21. prosince 2010. Archivováno z originálu 26. ledna 2013. (neurčitý) 
6. ↑ Nový přístup pro kandidáty na mise třídy L . Získáno 28. června 2011. Archivováno z originálu 2. dubna 2013. (neurčitý)
7. ↑ JUICE je další velká evropská vědecká mise . Získáno 3. května 2012. Archivováno z originálu 27. května 2013. (neurčitý)
8. ↑ Tmavé a jasné: ESA vybírá další dvě vědecké mise . Získáno 5. října 2011. Archivováno z originálu 12. října 2011. (neurčitý)
9. ↑ Požádejte o příležitost ke spuštění středně velké mise v roce 2022 . Získáno 5. října 2011. Archivováno z originálu 31. října 2013. (neurčitý)
10. ↑ Čtyři kandidáti vybraní pro další misi střední třídy v ESA's Cosmic Vision archivované 25. května 2013 na Wayback Machine (2011-02-25)
11. ↑ http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=50119 Archivováno 13. března 2013 na Wayback Machine Výzva ESA pro mise třídy S
12. ↑ ESA Science & Technology: Letters of Intent mise třídy S

Viz také

• Evropská kosmická agentura