Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) przygotowała nową misję astrofizyczną – teleskop Euclid, do poszukiwania ciemnej materii i energii. W przygotowaniu podzespołów i systemów, które zostaną wyniesione w przestrzeń kosmiczną, wzięły udział polskie firmy: Astri Polska, GMV Polska, SENER Polska oraz SYDERAL Polska. Wartość kontraktów dla polskich podmiotów wyniosła ponad 3,24 mln Euro. Start odbył się 1 lipca br.  z kosmodromu na Przylądku Canaveral na Florydzie, za pomocą rakiety Falcon 9. Misja potrwa do 2029 roku.

Teleskop Euclid posiada zwierciadło główne o średnicy 1,2 m i przeznaczony jest do obserwacji w paśmie od światła widzialnego po bliską podczerwień. Będzie prowadził obserwacje z punktu Lagrange’a, czyli tam, gdzie od stycznia 2022 roku znajduje się Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba.  Jest to miejsce, w którym oddziaływania grawitacyjne dwóch ciał (w tym przypadku Słońca i Ziemi) się znoszą, w związku z czym przebywające tam obiekty mogą pozostać prawie nieruchome, co znacząco ułatwia obserwacje. Obszar obserwacji pokryje aż 15 000 stopni kwadratowych, czyli ponad 1/3 całego nieba. Dla porównania Księżyc w pełni zajmuje na nieboskłonie około 1/5 stopnia kwadratowego.

 Na podstawie pomiarów misji Euclid zostanie stworzona trójwymiarowa mapa Wszechświata, która obejmie obszar rozciągający się na 10 mld lat świetlnych od naszej planety. Na tym obszarze znajduje się około 2 mld galaktyk, które dzięki aparaturze naukowej uda się lepiej poznać i uzyskać dokładniejszy wgląd w liczącą około 13,8 mld lat historię Wszechświata.

– Astrofizycy i kosmologowie uważają, że materia i energia, które obserwujemy i mierzymy bezpośrednio to tylko kilka procent całej zawartości Wszechświata. Zdecydowana większość tego, co go wypełnia, to tzw. ciemna materia i ciemna energia, o których istnieniu świadczą pośrednie obserwacje, jak np. nieznanego pochodzenia efekty grawitacyjne w wielkoskalowej strukturze Wszechświata. Współczesne teorie kosmologiczne traktują ciemną materię jako element spowalniający ekspansję Wszechświata, natomiast ciemną energię jako coś, co ją stale przyspiesza. Potrafimy dziś to już dość dokładnie zmierzyć i… nagrodzić, bo Nagroda Nobla z fizyki, przyznana w 2011 roku, dotyczyła właśnie odkrycia przyspieszonej ekspansji przestrzeni, w której zawieszone są galaktyki i ich gromady. Pełniejsza wiedza o naturze ciemnej materii i energii zbliży nas do formułowania bardziej wiarygodnych modeli ewolucji Wszechświata i dlatego misja Euclid jest tak ważna z naukowego punktu widzenia – powiedział prezes POLSA prof. Grzegorz Wrochna.

Elementy misji zrealizowane w Polsce

Realizacja tak dużej i skomplikowanej misji kosmicznej czyli zaprojektowanie, zbudowanie, wystrzelenie i przeprowadzanie pomiarów za pomocą ważącego 2,3 tony satelity, jest niezwykłym wyzywaniem natury planistycznej, logistycznej oraz inżynierskiej. W przypadku misji Euclid wyszczególniono 10 głównych obszarów technologicznych, które obejmowały aż 85 różnych komponentów. Głównym wykonawcą misji została firma Thales Alenia Space Italy. W prace zaangażowane zostały również cztery polskie firmy: Astri Polska, GMV Polska, SENER Polska oraz SYDERAL Polska (obecnie AROBS Polska). Wartość kontraktów dla polskich podmiotów w misji Euclid wyniosła ponad 3,24 mln EUR.

Firma SENER Polska wykonała istotny element sondy – mechanizm ADPM (ang. Antenna Deployment and Pointing Mechanism), odpowiadający za rozkładanie i ukierunkowanie anteny służącej sondzie do komunikacji z Ziemią. Mechanizm ADPM został zaprojektowany w hiszpańskim oddziale firmy SENER przy udziale polskich inżynierów. Sama produkcja mechanizmu, jak i samo testowanie na stanowiskach testowych odbyło się w Polsce. Firma SENER Polska wykonała również zestaw 13 urządzeń do naziemnego wsparcia budowy satelity. Były to m.in. mechaniczne urządzenia wsparcia naziemnego – MGSE (ang. Mechanical Ground Segment Equipment), urządzenia do precyzyjnego przemieszczania satelity w wielu płaszczyznach, transportu do komór testowych i umieszczenia w ładowni rakiety nośnej.

Firma GMV Polska była odpowiedzialna za wykonanie 2 zadań w misji Euclid. Pierwsze z nich dotyczyło opracowania dedykowanego oprogramowania: Euclid Survey Independent Validation Tool – ESTIVAL. Narzędzie to służy do walidowania planu obserwacyjnego teleskopu. W ramach kontraktu GMV dostarczyło również analizę dokumentów koncepcyjnych operacji misji, jej ograniczeń oraz raport z walidacji scenariuszy przeglądu nieba. Drugi projekt zrealizowany przez tę firmę dotyczył opracowania definicji weryfikacji funkcjonalnej systemu oprogramowania pokładowego. GMV Polska w tym kontrakcie zrealizowała fazę B zadań związanych z oprogramowaniem pokładowym, a w nim określiła min. zakres weryfikacji systemu w całym cyklu życia misji, listy zadań i optymalizację procesu jego weryfikacji.

Również firma Astri Polska miała swój wkład w obszar systemu centralnego zarządzania danymi, w którym dostarczyła komponenty związane z jednostką zarządzania pamięcią i wyposażeniem naziemnego segmentu wsparcia elektrycznego.

Ostatnią, ale nie mniej ważną, kontrybucją był polski wkład w obszar telemetrii, śledzenia oraz wydawania poleceń (ang. telemetry, tracking and command) w którym firma SYDERAL Polska (obecnie AROBS Polska) dostarczyła system rozkładania anteny oraz elektronikę do mechanizmu kierunkującego. Rozwinięta elektronika, wraz z opracowanym kodem FPGA odpowiada za precyzyjne sterowanie mechanizmu w celu utrzymania łączności pomiędzy satelitą a stację naziemną. Rola SYDERAL Polska polegała na opracowaniu oraz weryfikacji kodu FPGA dla części modułów odpowiedzialnych za kontrolę silników krokowych oraz przygotowaniu oprogramowania testowego. Elementy te pozwolą między innymi na bardzo precyzyjne ukierunkowanie anteny podczas nawiązywania kontaktu pomiędzy sondą Euclid a stacjami naziemnymi.