Έλληνες πίσω από το ασύλληπτο διαστημικό εγχείρημα: Τεχνητές ηλιακές εκλείψεις από δίδυμους δορυφόρους που θα μελετήσουν το ηλιακό στέμμα

Είναι μία από τις πιο πρωτοπορειακές και σημαντικές διαστημικές αποστολές που φέρει την υπογραφή του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) και της ελληνικής επιστημονικής κοινότητας με στόχο να δώσει απαντήσει στο μεγάλο επιστημονικό μυστήριο: Γιατί το ηλιακό στέμμα είναι χιλιάδες φορές θερμότερο από την ηλιακή φωτόσφαιρα.

Θα παρατηρήσει ακόμα τις τεράστιες εκτοξεύσεις υπέρθερμου πλάσματος από τον Ήλιο που είναι υπεύθυνες για τον διαστημικό καιρό και έχουν σημαντικό αντίκτυπο στη Γη και τους σύγχρονους δορυφόρους. Έτσι, το πείραμα αυτό θα επιτρέψει την συνεχή επιστημονική παρατήρηση του αινιγματικού Ηλιακού Στέμματος που άμεσα επηρρεάζει τη Γή και τον διαστημικό καιρό.

Η εκτόξευση της διαστημικής αποστολής PROBA-3 της ESA με ισχυρό πύραυλο του Διαστημικού Οργανισμού της Ινδίας (ISRO) από το διαστημικό κέντρο Satish Dhawan στη Sriharikota της νότιας Ινδίας και αποτελεί την κορύφωση μίας μελέτης που έγινε για πρώτη φορά το 2009!

Η διαστημική αποστολή PROBA-3 της ESA αποτελεί την πρώτη αποστολή παγκοσμίως που θα επιδείξει την καινοτόμο τεχνολογία της πτήσης ενός δίδυμου δορυφόρων σε σχηματισμό, μέσω ενός σημαντικού επιστημονικού πειράματος μεγάλης κλίμακας.

Οι δίδυμοι δορυφόροι του PROBA-3, θα σχηματίσουν ένα γιγαντιαίο στεμματογράφο περίπου στα 60.000 χιλιόμετρα μακριά από την Γη, λειτουργώντας ως ένα ενιαίο όργανο που θα παράγει συνεχώς για μεγάλα διαστήματα μια τεχνητή ολική ηλιακή έκλειψη. 

Εκλειψη 6 ωρών!

Ο δορυφόρος απόκρυψης (Occulter) που φέρει δίσκο απόκρυψης διαμέτρου 1.4 μέτρων θα μπλοκάρει πλήρως τον φωτεινό ηλιακό δίσκο από το δεύτερο δορυφόρο τον Στεμματογράφο (Coronagraph) που φέρει και το οπτικό όργανο, δημιουργώντας μια τεχνητή έκλειψη διάρκειας 6 ωρών σε κάθε τροχιά περιόδου 20 ωρών του συστήματος γύρω από Γη. Οι φυσικές ολικές εκλείψεις ηλίου, στις οποίες η Σελήνη περνά μπροστά από τον Ήλιο σε μια τοποθεσία στη Γη, διαρκούν περίπου τέσσερα λεπτά. Οι πολύωρες παρατηρήσεις των 6 ωρών έχουν πλεονέκτημα γιατί επιτρέπουν παρατηρήσεις χωρίς ατμοσφαιρικές παρεμβολές.

Με ακρίβεια χιλιοστο

Οι δύο δορυφόροι θα είναι ηλεκτρονικά «κλειδωμένοι» μεταξύ τους και θα συγχρονίζονται με την εξαιρετική ακρίβεια των χιλιοστών του μέτρου στην απόσταση των περίπου 150 m αναμεταξύ τους. Μια δεύτερη πρόκληση που αντιμετωπίζει η αποστολή είναι η αυτονομία των δύο δορυφόρων.

Καθένας θα ενεργεί ανεξάρτητα, υπολογίζοντας τη θέση και την τροχιά του σε σχέση με τον δίδυμό του, χωρίς υποστήριξη από ανθρώπινο χειριστή, αποφεύγοντας και τη σύγκρουσή τους, χρησιμοποιώντας προηγμένα συστήματα καθοδήγησης, πλοήγησης και ελέγχου (με δέσμες LASER), έναν κλάδο της μηχανικής που ασχολείται με το σχεδιασμό συστημάτων που ελέγχουν τις κινήσεις τόσο επανδρωμένων όσο και μη επανδρωμένων οχημάτων.

Συντήρηση διαστημοπλοίων

Πρόκειται για μια εξαιρετικά προηγμένη από τεχνικής άποψης αποστολή που απαιτεί μιά άνευ προηγουμένου ακρίβεια και στοχεύει να επιδείξει την ικανότητα λειτουργίας συστήματος δορυφόρων ως ένα ενιαίο μεγάλο όργανο, ανοίγοντας έτσι την πόρτα για μελλοντικά πολυδορυφορικά συστήματα. Η ακριβής τεχνολογία πτήσεων σχηματισμού (FF) θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για εφαρμογές που περιλαμβάνουν τηλεπισκόπηση, μεγάλα κατανεμημένα διαστημικά όργανα συμβολομετρίας, ανίχνευση εξωπλανητών και συντήρηση διαστημοπλοίων σε τροχιά.

Θαύμα της τεχνολογίας

Κοντά στο απόγειο της ελλειπτικής τροχιάς τους, όπου έχουμε το ελάχιστο των βαρυτικών διαταραχών, το ζευγάρι των δορυφόρων θα χρησιμοποιήσει την τεχνολογία αιχμής FF για να ευθυγραμμιστεί με ακρίβεια χιλιοστών και να μιμηθεί μια ολική έκλειψη Ηλίου. 

O δορυφόρος απόκρυψης (Occulter), με μάζα περίπου 250 κιλά και μέγεθος 137,8 cm x 106,9 cm x 116 cm πετάει με το ίδιο πρόσωπο στραμμένο προς τον Ήλιο ανά πάσα στιγμή και λειτουργεί ως δίσκος απόκρυψης του ηλιακού δίσκου, δημιουργώντας μια τεχνητή ηλιακή έκλειψη και αφήνοντας ορατό μόνο το ηλιακό στέμμα στον δεύτερο δορυφόρο, τον Στεμματογράφο (Coronagraph).

O Occulter έχει κυβικό σχήμα με όλα τα ηλεκτρονικά συστήματα και τον εξοπλισμό οργάνων τοποθετημένα στα εσωτερικά πάνελ και με τον δίσκο απόκρυψης στην αντήλια πλευρά. Όπως και ο δορυφόρος απόκρυψης, ο Στεμματογράφος (Coronagraph) έχει σχεδιαστεί για να δείχνει πάντα στον Ήλιο το ίδιο πρόσωπο. Η μάζα του είναι περίπου 300 kg και οι διαστάσεις 98,5 cm x 144 cm x 123,8 cm. Ιδιαίτερη προσοχή στη σχεδίαση της διάταξης των ηλιακών πάνελ του έχει δοθεί λόγω του ότι ο Ήλιος επισκιάζεται μερικώς από το δορυφόρο απόκρυψης κατά τη διάρκεια των λειτουργιών του Στεμματογράφου.

Οι δύο διαστημοσυσκευές εκτοξεύθηκαν στοίβαγμένοι ο ένας πάνω στον άλλο και μερικά λεπτά μετά την εκτόξευση αποχωρίσθηκαν και μπήκαν σε μια άκρως ελλειπτική τροχιά με περίγειο 600 χιλιόμετρα, απόγειο περίπου 60.500 χιλιόμετρα και κλίση 59 μοιρών.

Τα ελληνικά μυαλά που θα παρατηρούν το ηλιακό στέμμα

Οι παρατηρήσεις του ηλιακού στέμματος, θα γίνουν από το διαστημικό όργανο ASPIICS. Το ASPIICS αναπτύχθηκε στο Centre Spatial de Liege (CSL) με την υποστήριξη πολλών ομάδων μεταξύ των οποίων και της Ελληνικής ομάδας διαστημικής τεχνολογίας (Space Upstream) του Εργαστηρίου Ψηφιακών Συστημάτων και Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών (DSCAL) του ΕΚΠΑ υπό την διεύθυνση του Καθηγητή Αντωνίου Πασχάλη, του Τμήματος Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών, ως Local Instrument Manager και PA/QA Manager.

Το εργαστήριο DSCAL, με την τεχνική επίβλεψη του Αναπληρωτή Καθηγητή Νεκτάριου Κρανίτη, του Τμήματος Αεροδιαστημικής Επιστήμης και Τεχνολογίας, ως Space Electronics Manager, παρέδωσε στο CSL για ενσωμάτωση στο διαστημικό όργανο ASPIICS, έναν πρωτοποριακό και καινοτόμο επιταχυντή υλικού σε τεχνολογία space-grade FPGA για την συμπίεση διαστημικών εικόνων σύμφωνα με το διαστημικό πρότυπο CCSDS 121.0 Lossless Data Compression, έχοντας ολοκληρώσει επιτυχώς όλους τους τεχνικούς ελέγχους ποιότητας (TRL-8), που εφαρμόζει ο ESA για την παραλαβή διαστημικού υλικού που είναι κατάλληλο για χρήση σε διαστημικές αποστολές. Στην ανάπτυξη του συμπιεστή στο HW συμμετείχαν οι ερευνητές Δρ. Γεώργιος Θεοδώρου, Δρ. Αντώνιος Τσίγκανος και ο Πατέρας Χριστόδουλος.

Ηγείται το ΕΚΠΑ

Από Ελληνικής πλευράς, της επιστημονικής ομάδας που όρισε τις απαιτήσεις και θα μελετήσει τα δεδομένα που θα συλλέξει το διαστημικό όργανο ASPIICS ηγείται ο Ομότιμος Καθηγητής Αστροφυσικής Κανάρης Τσίγκανος του Τμήματος Φυσικής του ΕΚΠΑ, που ήταν και από τους πρώτους εισηγητές της αποστολής PROBA-3 της ESA, ως εθνικός εκπρόσωπος στην Επιστημονική Επιτροπή (Science Program Committee) της ESA, ήδη από το 2005.

Η Σχολή Θετικών Επιστημών του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών καινοτομεί και πρωτοπορεί στην Αεροδιαστημική Επιστήμη και Τεχνολογία, όχι μόνο στην έρευνα και στην ανάπτυξη, συμμετέχοντας σε σημαντικές διαστημικές αποστολές, αλλά και στην εκπαίδευση, προσφέροντας για πρώτη φορά στην Ελλάδα ολοκληρωμένα προγράμματα σπουδών, τόσο σε προπτυχιακό επίπεδο μέσω του Τμήματος Αεροδιαστημικής Επιστήμης και Τεχνολογίας (ΑΕΤ), όσο και σε μεταπτυχιακό επίπεδο μέσω του Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών (ΔΠΜΣ) με τίτλο “ΔΙΑΣΤΗΜΙΚΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ, ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ και ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ». 

Συνεργασία 14 κρατών

Στην κατασκευή του PROBA-3 συνεργάσθηκαν περισσότερες από 40 εταιρείες από 14 κράτη μέλη της ESA και τον Καναδά, ενώ χρειάστηκε πάνω από μια 15/ετία ανάπτυξης. 

Δεν χρηματοδοτεί η Ελλάδα λόγω κρίσης

Η Ελλάδα, αν και αρχικά υποστήριξε οικονομικά την αποστολή στην φάση Β της προκαταρτικής σχεδίασης των ηλεκτρονικών του οργάνου ASPIICS, στην συνέχεια αποχώρησε λόγω οικονομικής κρίσης (το 2013). Το Εργαστήριο DSCAL του ΕΚΠΑ παρέμεινε στην αποστολή PROBA-3 με την οικονομική υποστήριξη της ESA.

Οι πρώτες μελέτες έγιναν το 2009

Είναι χαρακτηριστικό ότι στις πρώτες μελέτες της ESA για το PROBA-3 ήδη από το 2009, στα πλαίσια του προγράμματος STARTIGER για την πτήση του δίδυμων δορυφόρων του PROBA-3 στο Εργαστήριο Αστροφυσικής της Μασσαλίας (Laboratoire d’ Astrophysique de Marseille) συμμετείχαν οι προπτυχιακοί φοιτητές του ΕΚΠΑ και του ΕΜΠ (Α. Αντωνόπουλος, Φ. Σταθόπουλος και Χ. Τσίγκανος).

Διαβάστε ακόμη

Τελικά χτυπήθηκε από ρωσικό πύραυλο το αεροσκάφος που συνετρίβη στο Καζακστάν; Όσα γνωρίζουμε μέχρι στιγμής

«Λευκή» ουκρανική επέλαση στη χώρα: Πού χτυπά ο χιονιάς το επόμενο 3ήμερο – Το ενδεχόμενο χιονοκαταιγίδων στην Αττική

Οδηγοί εγκλωβίστηκαν από τα νερά στο Σχηματάρι: Τους είπαν να αφήσουν τα αμάξια τους εκεί μέχρι στην Παρασκευή

Η σοκολάτα Ντουμπάι αναδεικνύεται σε must αυτά τα Χριστούγεννα - Πώς δημιουργήθηκε το περίφημο γλύκισμα με τις στρώσεις