Від точних датчиків наведення Евкліда, що періодично втрачають сліди зірок, до розсіяного сонячного світла, що заважає спостереженню за Всесвітом, і рентгенівських променів, що з'являються на зображеннях приладів — ці складнощі не загрожують місії Euclid, але можуть вплинути на те, як він виконує свою роботу.
Введення в експлуатацію «Евкліда» — період після запуску, коли інструменти та підсистеми місії розгортаються, включаються, тестуються та калібруються — розпочалося добре. Команди центру управління польотами ЄКА працювали 24 години на добу протягом тижнів напружених маневрів, випробувань та калібрування. При польоті місії до точки Лагранжа 2 дзеркала телескопа були розморожені, інструменти NISP та VIS були збуджені та побачили «перше світло», а дзеркало телескопа було сфокусовано. Перші пробні зображення Евкліда були чарівними.
Однак рідко, якщо взагалі будь-коли, все йде ідеально протягом усього терміну космічної місії. Зрештою, випробування перед запуском можна проводити лише на Землі, а космос – це інший світ. Щоб керувати космічним кораблем, інженерним та науковим групам завжди необхідно виявляти і швидко вирішувати проблеми в міру їх виникнення, і існує безліч причин, через які місія може піти не так. Ось чому перед запуском місяці витрачаються на тяжкі симуляції — ніколи не знаєш, що станеться.
І тепер настав час з'ясувати, що не зовсім так.
Втрачені опорні зірки, ймовірно, знайдені
Космічний телескоп «Евклід» — одна з найточніших місій, що коли-небудь запускалися, надає чіткі зображення та глибокі спектри нашого Всесвіту на 10 мільярдів років тому. Він дозволить отримати грандіозний огляд третини всього неба. Кожні 75 хвилин протягом шестирічної місії телескоп повинен наводитись на нове поле на небі з винятковою точністю та стабільністю.
Для цього на космічному кораблі є датчик точного наведення (ДТН) — абсолютно нова розробка в Європі, що складається з оптичних датчиків, які розпізнають та фіксують зірки, виявлені місією ЕКА «Гайя», використовуючи їх як орієнтири для навігації та визначення точного місця, куди телескоп має бути спрямований на небі. Ця інформація надходить до «Системи управління орієнтацією та орбітою», яка контролює орієнтацію та орбітальний рух Евкліда.
Хоч більшість систем працюють добре, періодично були випадки, коли датчик точного наведення не міг зафіксуватися на слабких зірках. На орбіті «Евклід» виявляє справжнє небо в реальних космічних умовах, що дуже складно змоделювати перед запуском. Крім того, космічні промені Сонця та галактики «забруднюють» спостереження, що робить роботу ДТН справжньою проблемою.
Фазу введення в експлуатацію Евкліда було продовжено, щоб розібратися у проблемі, що відклало проведення найважливішої «перевірки працездатності». З того часу команди працювали над виправленням програмного забезпечення, яке зараз завантажено на космічний корабель та проходить ретельне тестування.
Менеджер з експлуатації Міша Шмідт додає: «Я радий повідомити, що початкові тести проходять добре. У всіх наших тестах ми знаходимо набагато більше зірок, і хоча святкувати ще зарано і необхідні додаткові спостереження, ознаки дуже обнадіюють».
Оновлене програмне забезпечення вже успішно пройшло випробування на симуляторі космічного корабля та «випробувальному стенді» (репліка Евкліда) у центрі управління польотом, потім чудово показало себе на орбіті і наступного разу буде протестовано під контролем Центру наукових операцій в Астрономічному центрі ESA ESAC в Іспанії.
«Очевидно, що саме тут ми маємо справжню перевірку істини, оскільки тільки наукові зображення можуть дати нам абсолютну впевненість у тому, що вказівки Евкліда працюють добре», — попереджає керівник проекту «Евклід» Джузеппе Ракка. «Однак усі докази, які є на даний момент, вселяють у нас великий оптимізм. Ми продовжимо тримати схрещеними пальці, але перезапуск етапу перевірки продуктивності наближається з кожним днем».
Euclid бачить небажане «стороннє світло»
У той час, як слабкі опорні зірки Евкліда здаються виявленими, його наступні (менші) складності походять від нашої найближчої зірки.
Евклід розташований у точці Лагранжа 2 на унікальній орбіті за Землею. Тут Евклід стоїть «спиною» до Сонця, тому всі чутливі частини телескопа захищені від сонячного світла спеціальним сонцезахисним козирком. Однак було відомо, що кронштейн пристрою, що підрулює, знаходиться за межами тіні сонцезахисного козирка і на нього потраплятиме пряме сонячне світло.
Здається, що невелика кількість сонячного світла відбивається від кронштейна у бік приладу VISible (VIS), який захищений багатьма шарами ізоляції. Однак поточна теорія полягає в тому, що через цю ізоляцію все ще проходить достатньо світла, а надзвичайна чутливість приладу VIS вловлює це розсіяне світло, яке виявляється при тестових спостереженнях, коли VIS повертається на певні кути.
Сонячне світло — не єдина сонячна проблема, з якою стикається Евклід. Детектори Евкліда захищені від протонів низької енергії, які можуть завдати їм шкоди. Однак виявляється, що під певними кутами рентгенівські промені, що випромінюються Сонцем під час сонячних спалахів, можуть іноді досягати детекторів, спотворюючи частину зображень, зроблених у цей момент.
Сонячна активність нині висока, оскільки Сонце наближається до найактивнішого періоду поточного сонячного циклу, пік якого очікується у 2024-2025 роках.
На даний час аналіз передбачає, що залежно від сонячної активності Евклід може втратити близько 3% своїх даних, якщо цю проблему залишити невирішеною. Однак тепер, коли проблема виявлена, команди можуть ідентифікувати торкнуті пікселі та не враховувати їх при подальшому аналізі, а також працюють над планами повторення спостережень, щоб зрештою заповнити будь-які прогалини в космологічному огляді Евкліда.
Оптимізм щодо майбутніх наукових результатів
Важливо розглядати вищевикладені проблеми у контексті. Цей період введення в експлуатацію – це час, коли команди зосереджені на виявленні будь-яких можливих проблем, які можуть вплинути на місію – великих чи малих.
Євклід зробить чудові знімки нашого Всесвіту та допоможе зрозуміти, як темна енергія та темна матерія впливають на частини нашого світу, які ми можемо бачити. Прекрасна вказівка Евкліда, здається, близька до того, щоб бути вирішеною без будь-якого подальшого впливу на місію. Розсіяне світло Сонця можна зменшити за допомогою перепрограмування огляду Евкліда, і хоча проблема з рентгенівським випромінюванням матиме незначний ефект, команди працюють над тим, щоб звести його до мінімуму за допомогою повторних спостережень та обробки даних.
