Ariel bevæger sig fra plan til virkelighed

ESA's exoplanetmission Ariel, planlagt til lancering i 2029, er gået fra undersøgelse til implementeringsfase, hvorefter en industrientreprenør vil blive udvalgt til at bygge rumfartøjet.

Ariel, den atmosfæriske fjernmåling af infrarød exoplanet stor undersøgelsesmission, behandler et af nøgletemaerne i ESA's Cosmic Vision-program:Hvad er betingelserne for planetdannelse og fremkomsten af ​​liv? Ariel vil studere, hvad exoplaneter er lavet af, hvordan de er dannet og hvordan de udvikler sig, ved at undersøge en mangfoldig prøve på omkring 1000 planetariske atmosfærer samtidigt i synlige og infrarøde bølgelængder.

Det er den første mission dedikeret til at måle den kemiske sammensætning og termiske strukturer af exoplaneter, forbinder dem med værtsstjernens miljø. Dette vil udfylde et betydeligt hul i vores viden om, hvordan planetens kemi er forbundet med det miljø, hvor den er dannet, eller om typen af ​​værtsstjerne driver fysikken og kemien i planetens udvikling.

Observationer af disse verdener vil give indsigt i de tidlige stadier af planetarisk og atmosfærisk dannelse, og deres efterfølgende udvikling, i processen hjælper os også med at forstå, hvordan vores eget solsystem passer ind i det større billede af det overordnede kosmos.

Ariel blev udvalgt i 2018 som den fjerde mellemklasse videnskabsmission i ESA's Cosmic Vision-plan. Det blev vedtaget af ESA under agenturets møde for videnskabsprogramudvalg den 12. november, baner vejen for byggeri.

"Ariel vil muliggøre planetarisk videnskab langt ud over grænserne for vores eget solsystem, siger Günther Hasinger, ESA's direktør for videnskab. "Antagelsen af ​​Ariel cementerer ESA's forpligtelse til exoplanetforskning og vil sikre, at europæiske astronomer er på forkant med dette revolutionære felt i det næste årti og langt videre."

Ariel vil være ESA's tredje dedikerede exoplanetmission, der skal opsendes inden for en ti-årig periode, med hver mission, der tackler et unikt aspekt af exoplanetvidenskab. Cheops, den karakteriserende ExOPlanet-satellit, lanceret i december 2019, producerer allerede videnskab i verdensklasse. Platon, missionen PLANetary Transits and Oscillations of stars, vil blive lanceret i 2026-tidsrammen for at finde og studere ekstrasolare planetsystemer, med særlig vægt på klippeplaneter omkring sollignende stjerner i den beboelige zone – afstanden fra en stjerne, hvor flydende vand kan eksistere på en planets overflade. Ariel, planlagt at blive lanceret i 2029, vil fokusere på varme og varme planeter, lige fra superjorden til gasgiganter, der kredser tæt på deres moderstjerner, udnytter deres godt blandede atmosfærer til at tyde deres bulksammensætning.

I de kommende måneder, industrien vil blive bedt om at afgive bud på at levere rumfartøjshardware til Ariel. Om sommeren næste år, den primære industrientreprenør vil blive udvalgt til at bygge den.

Missionens nyttelastmodul, som inkluderer et kryogenisk teleskop af en meter klasse og tilhørende videnskabelige instrumenter, leveres af Ariel Mission Consortium. Konsortiet omfatter mere end 50 institutter fra 17 europæiske lande. NASA bidrager også til nyttelasten.

"Efter en intensiv periode med at arbejde på de foreløbige designkoncepter og på konsolideringen af ​​de nødvendige teknologier for at demonstrere missionens gennemførlighed, vi er klar til at flytte Ariel videre til implementeringsfasen, " siger ESA's Ariel-studieleder Ludovic Puig.

Teleskopets spektrometre vil måle de kemiske fingeraftryk af en planet, når den krydser foran - transitter - dens værtsstjerne, eller går bagom det - en okkultation. Målingerne vil også gøre det muligt for astronomer at observere værtsstjernens dæmpning af planeten med en præcision på 10-100 ppm i forhold til stjernen.

Ariel vil være i stand til at opdage tegn på velkendte ingredienser i planeternes atmosfærer såsom vanddamp, kuldioxid og metan. Det vil også detektere mere eksotiske metalliske forbindelser for at tyde det overordnede kemiske miljø i det fjerne solsystem. For et udvalgt antal planeter, Ariel vil også udføre en dyb undersøgelse af deres skysystemer og studere sæsonbestemte og daglige atmosfæriske variationer.

"Med Ariel vil vi tage exoplanetkarakterisering til næste niveau ved at studere disse fjerne verdener både som individer og, vigtigt, som befolkninger, meget mere detaljeret end nogensinde før muligt, " siger ESA's Ariel-studieforsker Göran Pilbratt.

"Vores kemiske optælling af hundredvis af solsystemer vil hjælpe os med at forstå hver planet i sammenhæng med det kemiske miljø og sammensætningen af ​​værtsstjernen, til gengæld hjælper os til bedre at forstå vores eget kosmiske kvarter, " tilføjer ESA's Ariel-projektforsker Theresa Lueftinger.

"Vi er glade for at gå ind i implementeringsfasen af ​​Ariel-missionen, " siger ESA's Ariel-projektleder Jean-Christophe Salvignol. "Vi bevæger os mod det optimale rumfartøjsdesign til at besvare grundlæggende spørgsmål om vores plads i kosmos."

Ariel er planlagt til opsendelse på ESA's nye Ariane 6 raket fra Europas rumhavn i Kourou, Fransk Guyana. Det vil operere fra et kredsløb omkring det andet Sun-Earth Lagrange-punkt, L2, 1,5 millioner kilometer direkte bag Jorden set fra Solen, på en første fire-årig mission. Den ESA-ledede Comet Interceptor-mission vil dele turen ud i rummet.