De Ariel-sonde, ESA's missie om chemische elementen in de atmosfeer van exoplaneten te identificeren, heeft met succes de voorlopige ontwerpfase van het ruimtevaartuig doorstaan ​​en gaat nu van de "tekentafel" naar de constructiefase. Vandaag is het voorlopige ontwerp van het ruimtevaartuig voor ESA's toekomstige exoplaneetmissie Ariel goedgekeurd door de ESA Review Board en heeft het de voorlopige ontwerpbeoordeling met succes doorstaan.

Het concept van deze kunstenaar toont het ARIEL-ruimtevaartuig van de European Space Agency op weg naar Lagrange Point 2 (L2) - een zwaartekrachtstabiele, op de zon gecentreerde baan waar het door de zon wordt verduisterd en een duidelijk zicht op de hemel heeft. Bron afbeelding: ESA/STFCRALSpace/UCL/Europlanet-ScienceOffice

Op dit punt is de belangrijke taak voorontwerpfase B2, die 19 maanden heeft geduurd, beëindigd. Tijdens deze fase wordt het ontwerp van het ruimtevaartuig verfijnd, inclusief eisen voor interfaces, vooral met elementen van de lading. De ontwikkelingsplannen van Ariel zijn ook afgerond.

De wetenschappelijke lading van Ariel omvat een cryogene telescoop met daarin twee instrumenten: de Ariel Moderate Resolution Infrared Spectrometer (AIRS) en het Fine Guidance System (FGS), een cryogene koeler en verschillende elektronicaboxen. Airbus Defense & Space Toulouse, de hoofdaannemer van Ariel, kan nu beginnen met de productie van de eerste prototypen van ruimtevaartuigen: een structureel model (SM) en een avionica-verificatiemodel (AVM).

De toekomstige exoplanetenmissie van het European Space Agency (ESA), de Ariel Space Telescope (Ariel), heeft de voorlopige ontwerpbeoordeling doorstaan, wat het begin van de bouwfase markeert en een stap dichter bij het verkennen van de atmosfeer van verre planeten komt. (Bron afbeelding: ESA/STFCRALSpace/UCL/UKSpaceAgency/ATGMedialab

"We zijn blij dat we een belangrijke mijlpaal hebben bereikt in het ontwerp van ruimtevaartuigen, waarmee een solide basis is gelegd voor de gedetailleerde ontwikkelings- en productiefasen van alle subsystemen", aldus Ariel-projectmanager Jean-Christophe Salvignol. "Het vooruitzicht om de hardware uit de eerste hand te zien is echt spannend! Ik ben vooral enthousiast over de fabricage en assemblage van het structurele model, aangezien de structuur zeer vergelijkbaar zal zijn met het uiteindelijke vluchtproduct."

Het structurele model van Ariel zal worden onderworpen aan zware omgevingstestomstandigheden om te verifiëren dat de subsystemen van het ruimtevaartuig de verwachte omstandigheden tijdens de lancering en in de ruimte aankunnen. Er zullen luchtvaartverificatiemodellen worden gebruikt om de functionaliteit en prestaties aan te tonen van elektronische en softwaresystemen die in het ruimtevaartuig worden gebruikt, inclusief besturings-, communicatie-, navigatie- en gegevensverwerkingssystemen. Wanneer deze twee modellen goed werken, zal de missie een kritische ontwerpbeoordeling doorstaan ​​en zal het daadwerkelijke vluchtmodel (het model dat de ruimte in gaat) worden gebouwd.

Spectroscopie is de techniek waarbij prisma's worden gebruikt om ontvangen sterlicht in verschillende kleuren te scheiden. Exoplaneten draaien rond sterren, en wanneer ze passeren (vanuit ons perspectief passeren), gaat een deel van het sterlicht door de atmosfeer van de planeet. Deeltjes zoals waterdamp, koolstofdioxide en methaan in de atmosfeer absorberen een deel van het sterlicht. Deze absorptie vindt plaats bij specifieke golflengten van licht. Door de golflengten te bestuderen waarbij sterlicht wordt geabsorbeerd, kunnen we bepalen wat voor soort deeltjes er in de atmosfeer aanwezig zijn. De NASA/ESA/CSA James Webb-ruimtetelescoop gebruikt deze techniek om exoplaneten te karakteriseren, en ESA's Ariel-missie zal op deze manier de atmosfeer van wel 1.000 exoplaneten bestuderen. Beide missies richten zich op infrarood licht omdat de eigenschappen van moleculen zo duidelijk zichtbaar zijn in deze kleuren. Beeldbron: ESA, CCBY-SA3.0IGO

"Het is geweldig om te zien dat een belangrijke evaluatie van het ontwerp van ruimtevaartuigen slaagt. Met deze mijlpaal kunnen we doorgaan met deze opwindende missie die een revolutie teweeg zal brengen in ons begrip van hoe planeten zich vormen en evolueren rond andere sterren en waaruit hun atmosfeer bestaat", aldus Ariel-projectwetenschapper Theresa Lueftinger. "Bijzonder spannend is de 'geboorte' van de hardware waarmee we binnenkort een model van de Ariël-structuur kunnen zien en testen, wat een heel bijzonder moment is voor elke wetenschapper die aan een ruimtemissie werkt."

Tijdens zijn missie zal Ariel tot 1.000 exoplaneten observeren, variërend van rotsachtige planeten zoals de aarde tot gasreuzen zoals Jupiter. Ariel zal zijn wetenschappelijke instrumenten gebruiken om bekende componenten van planetaire atmosferen te detecteren, waaronder waterdamp, koolstofdioxide en methaan. Voor sommige planeten zal Ariël zelfs hun weer bestuderen, waarbij hij veranderingen in wolken en hun atmosfeer op dag- en seizoensschalen in de gaten houdt.

In maart 2018 werd Ariël geselecteerd als de vierde middelgrote ("M-klasse") missie in ESA's Universe Vision-programma 2015-25. Het plan is in november 2020 vastgesteld en wordt momenteel ontwikkeld.

De Ariel-missie is een samenwerking tussen ESA en het Ariel Mission Consortium. Het consortium, bestaande uit meer dan 50 instituten uit 16 Europese landen, zal payload-elementen leveren, waaronder een grote cryogene telescoop en bijbehorende wetenschappelijke instrumenten. NASA en CAD zijn ook partners bij de Ariel-missie en hebben bijgedragen aan de Ariel-lading.

Ondertussen leidt Airbus een consortium van de Europese industrie dat het ruimtevaartuig bouwt. Ze zullen servicemodules leveren en verantwoordelijk zijn voor het integreren en testen van het volledige ruimtevaartuig, evenals de SM- en AVM-ontwikkelingsmodellen.

ESA heeft de algehele verantwoordelijkheid voor de missieontwikkeling en is verantwoordelijk voor de lancering en operaties. Na de lancering zullen de operaties gezamenlijk worden uitgevoerd door ESA en de Federatie.

Samengestelde bron: ScitechDaily