这幅艺术家的概念图展示了欧洲航天局的ARIEL宇宙飞船在前往拉格朗日点2 (L2)的途中,这是一个重力稳定的以太阳为中心的轨道,在那里它将免受太阳的影响,并能清晰地看到天空。资料来源:ESA/STFC RAL空间/UCL/欧洲行星科学办公室

欧空局的“阿里尔”号任务是识别系外行星大气中的化学元素,它成功地通过了航天器的初步设计阶段,现在正从“绘图板”进入实际操作阶段nstruction阶段。

今天,欧洲航天局未来系外行星任务“阿里尔”的初步航天器设计获得了欧空局审查委员会的批准,并顺利通过了初步设计审查。

这就结束了为期19个月的任务的重要的初步设计阶段B2。在这一阶段,航天器的设计得到了改进,包括接口的要求,特别是有效载荷元件。Ariel的开发计划也已经敲定。

Ariel的科学有效载荷,包括一个低温望远镜,容纳两个仪器,Ariel中分辨率红外光谱仪(AIRS)和精细制导系统(FGS),一个制冷机和几个电子箱,已经在2024年5月通过了这个关键的审查。阿里尔的主承包商空中客车防务和空间图卢兹现在可以开始制造第一个航天器原型:结构模型(SM)和航空电子验证模型(AVM)。

ESA未来的系外行星任务Ariel已经通过了初步设计审查,标志着其建设阶段的开始,并向探索遥远行星的大气层迈进了一步。(艺术家对Ariel的印象。)资料来源:ESA/STFC RAL Space/UCL/UK Space Agency/ ATG Medialab

Ariel项目经理Jean-Christophe Salvignol说:“我们很高兴我们在航天器设计上取得了一个重要的里程碑,标志着在所有子系统和制造阶段进行详细开发的坚实基础。”“目睹硬件的前景确实令人兴奋!我对结构模型的制造和组装特别感兴趣,因为它的结构将与最终的飞行产品非常相似。”

Ariel的结构模型将经受严酷的环境测试条件,以验证航天器的子系统能够应对发射和太空中预期的条件。航空电子验证模型将用于演示航天器中使用的电子和软件系统的功能和性能,包括控制、通信、导航和数据处理系统。当这两个模型正常工作时,任务将通过关键设计审查,实际的飞行模型(将进入太空的模型)将被建造。

光谱学是一种利用棱镜将接收到的星光分成不同颜色的技术。系外行星绕着它们的恒星运行,当它们凌日时——从我们的角度来看——一些星光穿过行星的大气层。大气中的粒子,如水蒸气、二氧化碳、甲烷等,会吸收部分光线。这种吸收发生在特定波长的光上。通过研究星光被吸收的波长,我们可以确定大气中存在什么样的粒子。美国宇航局/欧空局/CSA詹姆斯韦伯太空望远镜使用这种技术来表征系外行星,欧空局的阿里尔任务将以这种方式研究多达1000颗系外行星的大气层。这两个任务都聚焦于红外光,因为分子的特征在红外光中非常突出。资料来源:ESA, CC BY-SA 3.0 IGO

“看到重要的航天器设计审查成功真是太棒了。通过了这一里程碑,我们可以继续执行这项激动人心的任务,这将彻底改变我们对其他恒星周围的行星如何形成和演化以及它们的大气构成的认识,”Ariel项目科学家Theresa Lueftinger补充道。“特别令人兴奋的是硬件的‘诞生’:我们很快就能看到并测试Ariel的结构模型,这对任何从事太空任务的科学家来说都是一个非常特殊的时刻。”

在执行任务期间,阿里尔号将观测多达1000颗系外行星,从像地球这样的岩石行星到像木星这样的气体巨星。利用它的科学仪器,阿里尔号将探测到行星大气中已知成分的迹象,包括水蒸气、二氧化碳和甲烷。对于一些行星,Ariel甚至会研究它们的天气,在日常和季节性的时间尺度上监测云层和大气的变化。

一个布特阿里尔

2018年3月,阿里尔被选为欧空局“宇宙愿景2015-25”计划中的第四个中型(“m级”)任务。它于2020年11月通过,目前正在开发中。

阿里尔是欧空局和阿里尔任务联盟的合作项目。该联盟涉及来自16个欧洲国家的50多个研究所,将提供有效载荷元件,包括大型低温望远镜和相关科学仪器。NASA和CSA也是Ariel任务的合作伙伴,为Ariel有效载荷做出了贡献。

与此同时,空中客车公司正在领导建造该航天器的欧洲工业联盟。他们将提供服务舱,并将负责集成和测试整体飞行航天器,以及SM和AVM开发模型。

欧空局对该任务的发展负有总体责任,并负责发射和操作。发射后,操作将由欧空局和联盟联合进行。

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