Polacy odpowiedzialni za kolejne elementy kosmicznej misji ATHENA

Misję ATHENA (Advanced Telescope for High Energy Astrophysics) Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) realizuje w ramach programu naukowego "Kosmiczna Wizja" (Cosmic Vision). Koszt przedsięwzięcia przekroczy 900 mln euro.

Celem misji będzie znalezienie odpowiedzi na wielkie naukowe pytania dotyczące tego, jak formują się grupy galaktyk. Badacze postarają się też dowiedzieć, jak rosną czarne dziury i w jaki sposób wpływają na kształt Wszechświata.

Sonda to w praktyce ogromny, 12-metrowy teleskop rentgenowski, który umożliwia badanie takich zjawisk, jak rozbłyski gamma, magnetyczne interakcje między planetami pozasłonecznymi i ich gwiazdami, gazy otaczające grupy galaktyk, zorze polarne Jowisza oraz komety w naszym Układzie Słonecznym. Teleskop wykona wiele punktowych obserwacji wybranych fragmentów Wszechświata. Zakłada się około 300 obserwacji rocznie, każda z nich trwałaby średnio 105 sekundy.

Teleskop ATHENA będzie składał się z dwóch niezależnych instrumentów: spektrometru (X-IFU) i przetwornika wizyjnego (WFI) do pomiaru fal rentgena. Inżynierowie z SENER Polska - w ramach kontraktu z ESA - zaprojektują Mechanizm Selekcji Instrumentów (ISM - Instrument Selection Mechanism). Umożliwi on wykorzystywanie jednego wielkiego lustra na potrzeby dwóch wymienionych wyżej instrumentów. To jednak jeszcze nie koniec, bo w lutym firma ta podpisała kolejny kontrakt z ESA. Tym razem na zaprojektowanie, wyprodukowanie i przetestowanie prototypu mechanizmu podtrzymująco-zwalniającego HDRA (Hold Down and Release Actuator) do lustra teleskopu ATHENA.

Narzędzie ISM służy do zmiany ustawienia lustra teleskopu tak, aby wiązka promieni trafiała do jednego z dwóch wspomnianych wyżej instrumentów: spektrometru i przetwornika wizyjnego. Umożliwia zatem wykorzystywanie jednego wielkiego lustra na potrzeby dwóch instrumentów. Zaś celem mechanizmu podtrzymująco-zwalniającego HDRA jest zapewnienie, że ogromne lustro teleskopu pozostanie unieruchomione aż do momentu, gdy sonda znajdzie się na właściwej orbicie. Wówczas nastąpi zwolnienie mechanizmu i możliwe stanie się poruszanie lustrem teleskopu.

"Największe wyzwanie w tym projekcie stanowią wysokie obciążenia wynikające z ogromnych rozmiarów lustra - jego średnica wyniesie ponad dwa metry, a masa ponad tonę. Mechanizmy zwalniające muszą być niezawodne. Lustro będzie przytrzymywane przez sześć urządzeń. Jeśli nie wytrzymają obciążeń i ustąpią podczas startu, to dojdzie do uszkodzenia lustra. Z kolei, jeśli którykolwiek z nich nie zadziała poprawnie i nie zwolni lustra, to pozostanie ono nieruchome i sonda nie będzie mogła zrealizować swojej misji" - mówi Marcin Wygachiewicz, kierownik projektu w SENER Polska, cytowany w przesłanej informacji prasowej.

Przetarg ESA na mechanizmy zwalniające HDRA skierowany był tylko do firm z Polski i finansowany jest z Science Core Technology Programme (CTP), który służy rozwijaniu nowych technologii dla przyszłych misji naukowych. Wszystkie etapy projektu będą realizowane przez SENER Polska we współpracy z innymi firmami z naszego kraju.

Teleskop zostanie umieszczony na ciasnej orbicie wokół tzw. punktu L2. Jest to miejsce pomiędzy Ziemią i Księżycem, gdzie równoważą się siły grawitacji tych dwóch obiektów. To dosyć popularna orbita dla misji mających za zadanie badanie dalekiego Wszechświata, ponieważ zapewnia stabilne warunki termiczne do pracy urządzeń obserwacyjnych oraz nieprzerwaną możliwość badania wybranych fragmentów nieba.