Евклид, один из самых точных и стабильных когда-либо созданных космических телескопов, был запущен 1 июля 2023 года. Первые несколько месяцев его пребывания в космосе команды по всей Европе были заняты запуском, тестированием и подготовкой миссии к рутинным научным наблюдениям. Но и это непростая задача

50 000 галактик в одном кадре

Одной из сильных сторон Евклида является то, что на одном снимке он может запечатлеть большую область. Это крайне важно для миссии, основной целью которой является картографирование более трети неба за шесть лет.

Евклид будет следовать так называемому режиму наблюдения step-and-stare. Это означает, что телескоп будет смотреть на одну область неба около 70 минут, создавая изображения и спектральные снимки, а затем ему потребуется четыре минуты, чтобы перейти к следующей. За все время миссии будет сделано более 40 000 таких наблюдений.

"Благодаря широкому взгляду на космос, длительной выдержке и чувствительности [инструментов], количество галактик, которые Евклид может увидеть за раз, огромно", — объясняет Роберто Скарамелла из итальянского Национального института астрофизики, возглавляющий исследовательскую группу консорциума с начала миссии.

Скарамелла должен был убедиться, что работа телескопа была спланирована таким образом, чтобы она отвечала научным целям. Основная цель Евклида — более детально, чем когда-либо, измерить формы миллиардов галактик, чтобы получить представление о распределении темной материи в нашей Вселенной.

"Чтобы изучить индивидуальные искажения галактик темной материей, нам необходимо изучить как минимум 1,5 миллиарда галактик. Евклид за один снимок будет наблюдать формы около 50 000 галактик с необходимой точностью и обнаружит гораздо больше тусклых", — добавляет Скарамелла.

Однако вскоре после первого включения инструментов Евклида команда поняла, что весь план необходимо менять.

Изменение отношения

Проблема заключалась в том, что небольшое количество нежелательного солнечного света достигало камеры VIS (англ. VISible imager), даже когда специальный отражатель был повернут к Солнцу.

"Первоначальный план заключался в том, чтобы его солнцезащитный щит был обращен к Солнцу. Но вскоре после запуска на тестовых изображениях был обнаружен мешающий свет", — объясняет Исмаэль Терено из Лиссабонского университета и руководитель группы поддержки исследовательских операций Евклида.

"После интенсивного устранения неполадок научные, инженерные и производственные группы обнаружили, что для того, чтобы этот свет исчез, Евклиду необходимо было наблюдать с другой ориентацией по отношению к Солнцу. Это означало, что первоначальный план больше не работал. Нам пришлось быстро придумать новую стратегию, реализовать ее и протестировать", — добавляет Жуан Диниш, также из Лиссабонского университета, который вместе с Терено отвечал за (ре)дизайн программы наблюдений.

Чтобы свести к минимуму эффект "постороннего" солнечного света, команды обнаружили, что Евклиду необходимо вести наблюдение под более ограниченным углом вращения. При таком новом ограниченном положении до некоторых частей неба нельзя было добраться ни из одной точки орбиты Евклида вокруг точки Лагранжа L2. "Найти хорошее решение для наблюдений оказалось очень сложно, и нам пришлось вернуться к чертежной доске", — вспоминает Терено.

Гигантская головоломка

Это было начало очень напряженного этапа. "Жуан быстро понял, что нужно изменить, и затем круглосуточно работал над предложением работоспособного редизайна", — говорит Терено.

Разработка исследования Евклида стала сложной головоломкой. Помимо научных целей и угла, под которым космический аппарат должен проводить свои наблюдения, существует множество других факторов, которые необходимо учитывать.

Большая часть работы миссии будет посвящена "широкому" обзору, охватывающему более трети неба. Он дополняется глубоким обзором, занимающим около 10% общего времени работы. Помимо этого, необходимо было запланировать рутинные калибровочные наблюдения, чтобы решить эту задачу.

"Например, нам нужно принять во внимание время, необходимое космическому кораблю для поворота от одной позиции наблюдения к другой. Это время необходимо включить в план съемки в дополнение к фактическому времени наблюдений", — объясняет Ксавье Дюпак, научный сотрудник ЕКА в Научно-операционном центре ESAC в Испании.

В конце концов, команды нашли работоспособное решение, которое означало, что нужно было сделать больше пересечений между "соседними" наблюдениями. Обзор Евклида теперь немного менее эффективен, но можно охватить все необходимые участки неба, а общая потеря площади обзора сведена к минимуму.

На этой неделе Евклид официально приступил к своим исследованиям. Следующие две недели телескоп будет наблюдать участок площадью 130 квадратных градусов, что более чем в 500 раз превышает площадь полной Луны. Космологические данные за первый год будут представлены сообществу летом 2026 года. Публикация меньшего количества данных глубоких наблюдений запланирована на весну 2025 года.