Τι θα κάνει η Ευρωπαϊκή διαστημική αποστολή Ariel;

Η διαστημική αποστολή Ariel¹ (Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey – ατμοσφαιρική τηλεπισκοπική αποστολή μεγάλης κλίμακας εξωπλανητών στο υπέρυθρο) της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας (ESA) πραγματεύεται ένα από τα βασικά θέματα του προγράμματος ‘Κοσμικό Όραμα’ (Cosmic Vision) της ESΑ: Ποιες είναι οι συνθήκες για τον σχηματισμό πλανητών και την εμφάνιση της ζωής; Θα μελετήσει, δηλαδή, από τι αποτελούνται οι εξωπλανήτες, πώς σχηματίστηκαν και πώς εξελίσσονται, ερευνώντας ένα ποικίλο δείγμα 1000 πλανητικών ατμοσφαιρών ταυτόχρονα σε ορατά και υπέρυθρα μήκη κύματος. 

Είναι η πρώτη αποστολή αφιερωμένη στη μέτρηση της χημικής σύνθεσης και των θερμικών δομών των εξωπλανητών, συνδέοντάς τους με το περιβάλλον του ξενιστή αστέρα. Αυτό θα καλύψει ένα σημαντικό κενό στις γνώσεις μας για το πώς η χημεία του πλανήτη συνδέεται με το περιβάλλον όπου σχηματίστηκε ή εάν ο τύπος του μητρικού αστέρα καθοδηγεί τη φυσική και τη χημεία της εξέλιξης του πλανήτη. 

Οι παρατηρήσεις αυτών των κόσμων θα δώσουν πληροφορίες για τα πρώιμα στάδια του σχηματισμού πλανητικών ατμοσφαιρών, και την επακόλουθη εξέλιξή τους, βοηθώντας μας επίσης να κατανοήσουμε πώς το δικό μας Ηλιακό Σύστημα συνταιριάζει στη μεγαλύτερη εικόνα του συνολικού κόσμου. 

Η αποστολή Ariel επιλέχθηκε το 2018 ως η τέταρτη μεσαίου μεγέθους επιστημονική αποστολή του προγράμματος ‘Κοσμικό Όραμα’ και θα είναι η τρίτη αποστολή αφιερωμένη αποκλειστικά στη μελέτη εξωπλανητών της ESA που θα εκτοξευθεί μέσα σε μια περίοδο δέκα ετών, με κάθε αποστολή να αντιμετωπίζει μια μοναδική πτυχή της επιστήμης των εξωπλανητών. Οι άλλες δύο είναι: το Cheops, CHaracterising ExOPlanet Satellite², που εκτοξεύθηκε τον Δεκέμβριο του 2019 και παράγει ήδη επιστήμη παγκόσμιας κλάσης, και το Plato, η αποστολή PLAnetary Transits and Oscillations of stars, που θα εκτοξευθεί το 2026 για να βρει και να μελετήσει εξωηλιακά πλανητικά συστήματα, με ιδιαίτερη έμφαση στους βραχώδεις πλανήτες γύρω από αστέρια που μοιάζουν με τον Ήλιο. Το Ariel, που σχεδιάζεται να εκτοξευθεί το 2029, θα επικεντρωθεί σε θερμούς και ζεστούς πλανήτες, που κυμαίνονται από υπερ-Γαίες³ έως αέριους γίγαντες που περιφέρονται κοντά στα μητρικά αστέρια τους, εκμεταλλευόμενο τις καλά αναμεμειγμένες ατμόσφαιρές τους για να αποκρυπτογραφήσει τη σύστασή τους. 

Το Ariel θα είναι σε θέση να ανιχνεύσει σημάδια γνωστών συστατικών στις ατμόσφαιρες των πλανητών, όπως υδρατμούς, διοξείδιο του άνθρακα και μεθάνιο. Θα ανιχνεύσει επίσης πιο εξωτικές μεταλλικές ενώσεις για να αποκρυπτογραφήσει το συνολικό χημικό περιβάλλον του μακρινού ηλιακού συστήματος. Για έναν επιλεγμένο αριθμό πλανητών, το Ariel θα πραγματοποιήσει επίσης μια βαθιά έρευνα των νεφών τους και θα μελετήσει τις εποχιακές και ημερήσιες ατμοσφαιρικές εναλλαγές. 

H Airbus έχει επιλεχθεί ως κύριος βιομηχανικός ανάδοχος για την κατασκευή του Ariel. Η μονάδα ωφέλιμου φορτίου της αποστολής, η οποία περιλαμβάνει ένα κρυογονικό⁴ τηλεσκόπιο κατηγορίας ενός μέτρου και συναφή επιστημονικά όργανα, παρέχεται από την Κοινοπραξία Ariel Mission. Η κοινοπραξία περιλαμβάνει περισσότερα από 50 ινστιτούτα από 17 ευρωπαϊκές χώρες. Η NASA συμβάλλει επίσης στο ωφέλιμο φορτίο. 

To Ariel σχεδιάζεται να εκτοξευτεί με τον νέο πύραυλο Ariane 6 της ESA από το κοσμοδρόμιο της Ευρώπης στο Kourou της Γαλλικής Γουιάνας. Θα επιχειρεί σε μια τροχιά γύρω από το δεύτερο σημείο Lagrange Ήλιου-Γης, L2, 1,5 εκατομμύρια χιλιόμετρα ακριβώς «πίσω» από τη Γη όπως φαίνεται από τον Ήλιο, σε μια αρχική τετραετή αποστολή. Η αποστολή Comet Interceptor, υπό την ηγεσία της ESA, θα εκτοξευτεί μαζί με το Ariel στον ίδιο πύραυλο Ariane 6.

¹Οι πληροφορίες αντλήθηκαν, επεξεργάστηκαν και μεταφράστηκαν στα Ελληνικά από εδώ.

²Μεταφράζεται ως ο δορυφόρος που χαρακτηρίζει τις ιδιότητες των εξωπλανητών. 

³Ως υπερ-Γαίες χαρακτηρίζονται πλανήτες με μεγαλύτερη μάζα από της Γης, αλλά μικρότεροι από των αέριων γιγάντων. Το μέγεθός τους κυμαίνεται μεταξύ 2 και 10 φορές το μέγεθος της Γης.

⁴Κρυογονικό τηλεσκόπιο είναι μία κατηγορία τηλεσκοπίων όπου ένας ενσωματωμένος κρυοστάτης κρατάει τη θερμοκρασία του τηλεσκοπίου και των οργάνων παρατήρησής του σε θερμοκρασία κάτω των -268 βαθμών Κελσίου, ώστε η ‘θερμότητα’ που παράγεται από τη λειτουργία αυτών να μην καλύπτει τα αχνά σήματα που λαμβάνει από τα αστρονομικά αντικείμενα που παρατηρεί, τα οποία και αυτά ανιχνεύονται ως θερμότητα.