Polski udział w misji ARIEL. Celem badanie egzoplanet

ESA potwierdziła w ramach misji ARIEL (Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey mission) pomyślne zamknięcie tzw. Preliminary Design Review (PDR). Co za tym idzie misja może przejść do kolejnego etapu: Critical Design Review dla ładunku użytecznego i można będzie rozpocząć produkcję pierwszych modeli. "To krok milowy pokazujący, że projekt ładunku naukowego misji spełnia wszystkie wymagane specyfikacje techniczne i naukowe" - komentuje w przesłanym PAP komunikacie Centrum Badań Kosmicznych PAN w Warszawie.

Obserwatorium egzoplanet ARIEL zostanie umieszczone 1,5 mln km poza orbitą Ziemi. Krążyć ma wokół tzw. Punktu Lagrange'a 2 (L2), czyli miejsca w przestrzeni, w układzie dwóch masywnych ciał powiązanych grawitacją (np. gwiazdy i planety bądź planety i jej księżyca), w którym ciało o małej masie (np. sonda kosmiczna) może pozostawać w spoczynku względem ciał układu. Misja ma odpowiedzieć na fundamentalne pytania dotyczące formowania się i ewolucji układów planetarnych. Podczas czteroletniej misji ARIEL będzie obserwować 1000 planet krążących wokół odległych gwiazd w zakresie widzialnym i podczerwonym, aby zbadać, w jaki sposób powstały i jak ewoluują. Jest to pierwsza misja poświęcona pomiarom struktury chemicznej i termicznej atmosfer egzoplanet, umożliwiająca prowadzenie badań planetarnych daleko poza granicami Układu Słonecznego.

Centrum Badań Kosmicznych PAN ma za zadanie opracować układ precyzyjnego celowania (Fine Guidance System FGS) dla teleskopu ARIEL. Zadaniem tego instrumentu jest precyzyjnie nakierowane teleskopu na obserwowany obiekt. FGS będzie na tyle zaawansowaną konstrukcją, że niezależnie od wspierania głównego teleskopu, sam może być wykorzystywany jako astrometr lub fotometr – dodatkowy instrument naukowy na pokładzie ARIEL. Przy projekcie CBK PAN współpracuje bezpośrednio z Jet Propulsion Laboratory Centrum NASA (JPL).

Cytowany w komunikacie prof. Mirosław Rataj, kierujący projektem FGS z ramienia CBK PAN tłumaczy, że obserwatorium ARIEL składa się z dwóch instrumentów: jednego o nazwie AIRS przeznaczonego do pomiarów spektralnych oraz drugiego tzw. Fine Guidance System (FGS).

"Głównym celem współtworzonego przez nas instrumentu FGS jest wyznaczenie – z maksymalnie możliwą precyzją – kierunku pomiaru i utrzymanie go przez satelitę przez co najmniej 10 godzin. FGS nieustannie wysyła dane do systemu AOCS satelity, aby zapewnić właściwy kierunek pomiaru. Star Tracker satelity zapewnia dokładność określenia kierunku na poziomie kilku sekund kątowych, natomiast FGS na poziomie milisekund" - opisuje naukowiec. Dodatkowo system ten realizuje równolegle pomiary fotometryczne i spektralne wybranych obiektów dla celów naukowych.

Prof. Rataj tłumaczy, że Polska strona odpowiedzialna jest za cały instrument, włączając w to inżynierię systemową, management, integrację i testy.

"Możliwość pracy przy tak przełomowej misji kosmicznej, jak ARIEL, jest dla nas wyróżnieniem i podkreśleniem bliskich relacji łączących CBK PAN z najważniejszymi światowymi ośrodkami naukowo-badawczymi. Pokazuje, że wyrobiliśmy sobie świetną markę i jesteśmy zaufanym partnerem. Zrobimy wszystko co w naszej mocy, by nie zawieść tego zaufania" – mówi cytowana w komunikacie dyrektor CBK PAN prof. Iwona Stanisławska.

Ładunek ARIEL jest opracowywany przez konsorcjum ponad 50 instytutów z kilkunastu krajów. W ciągu dziewięciu miesięcy zespół konsorcjum ARIEL przygotował prawie 180 dokumentów technicznych i odpowiedział na ponad 360 pytań zadanych przez grono ekspertów ESA, którzy ocenili wykonalność, wydajność i solidność konstrukcji ładunku. Przegląd przeanalizował każdy aspekt proponowanego ładunku, aby upewnić się, że zaprojektowane systemy spełniają techniczne, naukowe i operacyjne wymagania misji.