由欧洲航天局 欧几里得有效载荷舱上的可见光和NISP仪器
信用:空客 欧空局的欧几里德任务在其发射之旅中达到了另一个里程碑
它的两个仪器现已建成并经过全面测试
这些已经交付给位于法国图卢兹的空中客车国防和航天公司，在那里它们正在与望远镜集成，形成任务的有效载荷模块
欧几里得由1组成
设计用于可见光和近红外波长的2米镜面望远镜——后者比人类能看到的红光还要长
这台望远镜将收集来自遥远宇宙物体的光，并将其输入两台仪器
可见光仪器(VIS)和近红外光谱仪和光度计(NISP)将并行运行，同时记录望远镜指向的天空的任何部分的数据
欧几里德的任务是测量超过10亿个星系的形状，以及数千万个星系在超过三分之一的天空中的精确红移
红移是宇宙膨胀引起的效应
它拉伸了遥远星系发出的光的波长；星系越远，红移越剧烈
欧几里德勘测中的星系将跨越100亿年的宇宙历史，并允许科学家调查被认为主宰宇宙的神秘暗物质和暗能量
可见光仪器将通过尽可能拍摄遥远星系的最佳图像来处理星系形状的精确测量
为了做到这一点，该仪器使用36个电荷耦合器件的马赛克，每个包含4000像素乘以4000像素
这使得探测器的总像素约为6亿像素
“十几年来，可见光仪器的设计、开发、制造、测试和校准一直是一项艰巨的任务，”英国UCL·穆拉德空间科学实验室可见光仪器负责人兼教授马克·克罗珀说
“我们为VIS团队取得的成就感到无比自豪，他们将这一项目推向了顶峰
最终的表现超出了我们的预期，这是对他们的专业知识、奉献精神和专业精神的肯定
" 不仅像素数量令人印象深刻，该仪器还将在长积分时间内提供宽波长范围内的最佳微光灵敏度
欧几里德动画——360度视角
信用:欧空局/ATG媒体实验室 “这些是非常特殊的电荷耦合器件，它们是多年来专门为欧几里德开发的，”欧空局可见光有效载荷工程师亚历克斯·肖特说
另一个仪器，NISP，致力于对星系进行光谱测量，包括将它们的光分成单独的波长
这允许推断红移
这一特性使宇宙学家能够估计到所讨论的星系的距离，并将使欧几里德的数据转化为有史以来最大、最精确的宇宙三维测量
“国际NISP团队和支持行业在设计、开发和测试这一具有挑战性的仪器方面做出了令人难以置信的工作，”来自CNES和法国马赛天体物理实验室的NISP仪器项目经理蒂埃里·马西泽克说
“然而，对我们来说，这并不是故事的结束，因为许多重大活动必须在NISP卫星一级完成
我们迫不及待地等待着展示卓越全球表现的第一缕曙光
" NISP探测器将拥有红外仪器有史以来最大的太空视野
欧空局飞行任务系统和NISP仪器工程师托拜厄斯·伯南克说:“光学系统的质量太棒了。”
实现欧几里得非凡光学精度的一个关键因素是在项目历史早期做出的用碳化硅建造整个有效载荷模块的决定
这种材料在欧空局的使用是赫歇尔太空任务望远镜制造的先驱
在欧空局的盖亚任务中，航天器子系统的支撑结构安装在一个碳化硅框架上
在欧几里德，这种材料被用于仪器和望远镜
金属随着温度的变化而膨胀和收缩，从而降低了光学系统聚焦光线的能力，而碳化硅对这种温度变化极其稳定
但是使用这种化合物也带来了挑战
碳化硅是一种陶瓷，比金属易碎得多
在法国图卢兹的空中客车公司，欧空局欧几里德宇宙飞船的望远镜副镜的支撑结构被集合在一起进行最后的集成和光学对准
信用:空客 “能够用这种材料制造仪器并确保它们在发射过程中保持完好无损是一个巨大的挑战，”托比亚斯补充道
和可见光一样，NISP也使用特别设计的最先进的探测器来记录来自遥远恒星和星系的微弱光线
与可见光不同，NISP也可以在光谱模式下工作
探测器在-180℃工作，提供超低噪声和高灵敏度，记录这些“光谱”，并将它们转换成微小的电子信号
这些信号然后可以被放大和精确测量，以提供光度和光谱红移
这些仪器将从欧几里德的望远镜接收光线，该望远镜已经在图卢兹的空客公司组装好了
和仪器一样，它也是由碳化硅制成的，从各种意义上来说都是最先进的结构
“我们正在把所有的制造水平推向极限，”欧空局的任务性能和光学系统工程师路易斯·米格尔·加斯帕·维南西奥说
望远镜后面的一个特殊部件叫做分色器，它将收集到的光分开，将可见光波长转换成可见光，将红外波长转换成NISP
当来自可见光和NISP的信息结合在一起时，科学家们将能够推断出宇宙大规模分布的星系结构是如何在整个宇宙历史中形成的
这将帮助他们确定这种结构的增长速度，对宇宙中暗物质和暗能量的性质和数量提供强有力的约束
这些仪器是在新冠肺炎大流行对许多欧空局成员国实施限制和封锁之前准备交付给空客公司的
幸运的是，VIS已经在空中客车公司，NISP不得不等待几个星期从马赛到图卢兹的运输，但不是在关键的道路上
欧空局欧几里德项目经理朱塞佩·拉卡说:“我非常感谢所有项目方:欧空局的机构、行业和同事，感谢他们在这些困难时期的奉献和承诺。”
欧空局欧几里德任务的服务舱的飞行模型正在意大利都灵的泰勒斯·阿莱尼亚航天中心的洁净室中移动
信用:意大利泰勒斯阿莱尼亚空间 “我们是在一个特别关键的时刻受到这场流行病的打击的，当时VIS和NISP都将转移到工业领域
尽管存在工作和旅行限制，但各方齐心协力，通过实施仪器单元的分布式和顺序整合活动以及远程监控，最大限度地减少了延迟
" 现在仪器已经交付给空客公司，它们将首先与望远镜集成，然后与有效载荷模块的其余部分集成
走到这一步是一段漫长的旅程
欧几里德在经历了近五年的研究后，被选定于2011年实施
尽管前面还有许多艰苦的工作和测试，仪器和望远镜的交付意味着宇宙飞船可以真正开始走到一起
“最后，我们眼前有东西，”路易斯·米格尔说
“它不再只是纸了
这是一个神奇的硬件；某种程度上很美
" 有效载荷模块的集成将持续几个月，因为将所有东西栓在一起、精确对准和电子通话是一项艰苦的工作
仪器的控制单元已经机械地和电气地集成到有效载荷模块上
这些测试已经证实，这些仪器可以由航天器正确供电，可以与机载计算机通信，并可以传输科学数据，然后通过航天器天线下载到地面
一旦望远镜与有效载荷模块的其余部分整合，它将被运送到比利时列日空间中心，在一个热真空室中进行“端到端”测试，该真空室可以模拟空间条件，也可以模拟地球条件
该测试计划于2021年2月和3月进行
一旦测试表明一切正常，有效载荷舱将被运送到意大利都灵的主承包商泰勒斯·阿莱尼亚航天公司(TAS)
TAS一直在建造服务舱，其中包含电力、推进和通信等重要系统
服务舱的主要结构最近通过了结构和热测试，现在准备将各种系统集成在内部
TAS将首先铺设推进系统的管道，以及其他分布式系统的电缆
飞行电子设备，包括计算机、动力装置和姿态控制装置，已经安装在它们自己的结构面板上，现在将安装在主结构内部
集成将于今年第三季度完成，届时将进行测试
然后，TAS将把有效载荷模块与服务模块集成在一起，形成最终的成品航天器
然后，另一轮测试将确保一切正常工作
在这一点上，飞船基本上完成了，并准备发射
目前计划于2022年下半年在法属圭亚那库鲁的欧洲航天港发射
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