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宇宙願景

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宇宙願景計劃周期中選擇的任務,從左上角順時針方向:果汁軌道器、莉莎天文台、歐幾里得望遠鏡和太陽軌道器

宇宙願景(Cosmic Vision)是歐洲航天局(歐空局)科學方案中第三期空間科學太空探索任務計劃。該計劃以2005年制定的《宇宙願景:2015-2025年歐洲空間科學》為指導,它繼承了地平線 2000+計劃,並設想了2015年後天文學太陽系探索領域的一系列任務。計劃在「宇宙願景」下啟動四級十項資助類任務,第一項是2019年12月的基奧普斯號。前往伽利略衛星的(果汁號)、第一次帶有機會目標的深空任務(彗星攔截器)以及首批引力波太空觀測站之一(麗莎號)任務等,也計劃作為宇宙願景計劃的一部分發射。

歷史

最初的想法和概念徵集於2004年啟動,隨後在巴黎了舉辦了一次研討會,以便在天文學天體物理學太陽系探索與基礎物理學等更大範疇內更加全面地界定願景的主題[1]

到2006年初,圍繞四項關鍵問題制定了十年計劃:

2007年3月,正式發布了任務設想徵集,產生了19項天體物理學、12項基礎物理學和19項太陽系任務提案。

2012年3月,歐空局宣布開始進行一系列小型(S級)科學任務。首個獲勝的S級概念提案預計將獲得5000萬歐元(4200萬英鎊),並將於2017年發射[2]

任務

小型

小型飛行任務(S級)對歐空局所需的成本預算不超過5000萬歐元。2012年3月,發布了關於首次任務提案的徵集公告[3],大約收到了70份意向書[4]。2012年10月,選出了第一個S級任務[5]。目前的S級任務列表包括:

  • 小1號:基奧普斯號,通過光度測定測量已知系外行星的大小,2019年12月18日發射[6]
  • 小2號:微笑號,歐空局和中國科學院的聯合任務,研究地球磁層和太陽風之間的相互作用。微笑號在2015年6月從13項競選提案中脫穎而出[7]。截至2021年4月,該項目計劃於2024年11月發射[8]

中型

中型(M級)項目是相對獨立的項目,價格上限約為5億歐元,前兩項M級任務中1號和中2號於2011年10月選定[9]

  • 中1號:太陽軌道器,對太陽進行近距離觀測的太陽物理學任務,2020年2月10日發射[10]
  • 中2號:歐幾里得衛星,研究暗能量和暗物質的可見光到近紅外太空望遠鏡,計劃於2023年初發射[11][12]
  • 中3號:柏拉圖號,搜尋系外行星和測量恆星振盪的任務,2014年2月19日選定,計劃於2026年發射[13]。其他被評審過的競選概念還有研究系外行星大氣的回聲號(系外行星特徵描述天文台);研究黑洞及中子星附近物質的閣樓號(X射線定時大型觀測台);從一顆小行星採集樣本的馬可波羅-R以及測試愛因斯坦廣義相對論的時空探索者與量子等效原理空間測試(STE-Quest)等[14]
  • 中4號:愛麗兒號 (大氣遙感紅外系外行星大調查衛星),觀察系外行星凌日的太空天文台,以測定它們的化學成分和物理條件, 該任務於2018年3月20日被歐空局選定為第四期中級科學任務,將於2029年發射[15][16]。2015年3月在對提案進行初步篩選後,2015年6月4日公布了三項被選作進一步研究提案的入圍名單[17][18][19]。入圍名單包括以下兩項提案:雷神號(湍流加熱觀察器),它將解決太空電漿體物理學中與電漿體加熱和隨後能量耗散有關的基本問題[17];西佩號(X射線成像旋光探測器),該探索器將研究超新星星系噴流黑洞中子星等高能X射線輻射,以發現更多關於極端條件下物質行為的信息[17]
  • 中5號:展望號,對金星表面選定區域進行高解析度雷達測繪及大氣層研究的任務,該任務於2021年6月選定並於2031年發射[20]。2016年4月宣布了M5任務提案的徵集,2018年5月,公布了三項入圍候選任務,另外兩項提案是:斯皮卡號遠紅外線天文台(應用於宇宙學和天體物理學的太空紅外望遠鏡);忒修斯號(天空和早期宇宙瞬態高能探測器),一台探測遙遠伽馬射線爆的太空望遠鏡[21]。2020年10月,歐空局宣布不再將斯皮卡號列為中5號任務候選提案[22][23]

大型

歐空局打算與其他合作夥伴共同開發的大型(L類)項目,最初設定的成本上限為9億歐元。但到2011年4月,很明顯,美國的預算壓力意味著在L1任務上與美國宇航局的預期合作已不再可能。因此,進一步的方案選擇被推遲,任務重新調整為以歐空局為主,國際參與為輔[24]

三項已入選的L級任務為:

快速級

2018年5月16日的歐空局科學計劃委員會(SPC)研討會上,提出了創建一系列特殊機會的快速級(F級)任務建議。這些F級任務將與從M4開始的每項中型任務一起聯合發射,並將側重於「創新實施」,以擴大任務涵蓋的科學主題範圍。將F級任務納入宇宙願景計劃將需要大幅增加科學預算,這將在未來的會議上加以討論[30]

2019年,選擇了第一項F級任務:

  • 快1號:彗星攔截器,研究長周期彗星或星際物體(將在發射後確定)的任務,2029年與M4愛麗兒號一起作為次級有效載荷發射[15]

機會任務

有時,歐空局會資助其它航天機構主持的太空飛行任務。這些任務包括[31]:

日本宇宙航空研究開發機構的一項任務被評估為宇宙願景中的一次機會任務,這是對「斯皮卡號」(宇宙和天體物理學太空紅外望遠鏡)的資助。但它不再納入機會任務框架內審議[32],而是被考慮列為中5號的決賽選案之一。

另請查看

參考文獻

  1. ^ ESA's 'Cosmic Vision'. ESA. 19 February 2014 [25 August 2014]. (原始內容存檔於2018-10-06). 
  2. ^ Esa to start mini space mission series. BBC. 12 March 2012 [20 February 2014]. (原始內容存檔於2014-02-19). 
  3. ^ Call for a small mission opportunity in ESA's science programme for a launch in 2017. ESA. 9 March 2012 [20 February 2014]. (原始內容存檔於2013-03-13). 
  4. ^ S-class mission letters of intent. ESA. 16 April 2012 [20 February 2014]. 
  5. ^ CHEOPS Mission Status & Summary. July 2018 [2 November 2018]. (原始內容存檔於22 September 2015). 
  6. ^ Flight VS23: Soyuz lifts off from the Spaceport in French Guiana. Arianespace. [2019-12-18]. (原始內容存檔於2020-02-26) (美國英語). 
  7. ^ ESA and Chinese Academy of Sciences to study SMILE as joint mission. ESA. 4 June 2015 [5 August 2015]. (原始內容存檔於2019-08-13). 
  8. ^ SMILE. Open University. 14 April 2021 [18 May 2021]. (原始內容存檔於2021-12-10). 
  9. ^ Dark and bright: ESA chooses next two science missions. ESA. 4 October 2011 [23 August 2014]. (原始內容存檔於2019-08-17). 
  10. ^ Solar Orbiter: Summary. ESA. 20 September 2018 [19 December 2018]. (原始內容存檔於2019-02-12). 
  11. ^ Josef Aschbacher [@AschbacherJosef]. Heads of Agencies Plenary is a highlight of IAC, being a chance to summarize for the audience where we are & where we are going. Today was particularly special for me, my 1st as DG. We have huge milestones coming up: JWST, Galileo, JUICE, Vega-C, Ariane-6 and much more. #IAC2021 (推文). 25 October 2021 [10 November 2021] –透過Twitter. 
  12. ^ ESA Science & Technology - Missions. ESA. 8 November 2021 [10 November 2021]. (原始內容存檔於2022-03-03). 
  13. ^ Gravitational wave mission selected, planet-hunting mission moves forward. ESA. 20 June 2017 [20 June 2017]. (原始內容存檔於2017-07-09). 
  14. ^ ESA selects planet-hunting PLATO mission. ESA. 19 February 2014 [11 February 2015]. (原始內容存檔於2019-02-28). 
  15. ^ 15.0 15.1 Ariel moves from blueprint to reality. ESA. 12 November 2020 [12 November 2020]. (原始內容存檔於2021-04-16). 
  16. ^ ESA's next science mission to focus on nature of exoplanets. ESA. 20 March 2018 [12 November 2020]. (原始內容存檔於2022-01-06). 
  17. ^ 17.0 17.1 17.2 Three candidates for ESA's next medium-class science mission. ESA. 4 June 2015 [12 November 2020]. (原始內容存檔於2021-12-19). 
  18. ^ Call for a Medium-size mission opportunity in ESA's Science Programme for a launch in 2025 (M4). ESA. 19 August 2014 [23 August 2014]. (原始內容存檔於2019-08-17). 
  19. ^ Europe drops asteroid sample-return idea. BBC. 18 March 2015 [16 April 2015]. (原始內容存檔於2021-12-17). 
  20. ^ ESA selects revolutionary Venus mission EnVision. ESA. 10 June 2021 [10 June 2021]. (原始內容存檔於2022-05-19). 
  21. ^ ESA selects three new mission concepts for study. ESA. 7 May 2018 [10 June 2021]. (原始內容存檔於2019-10-13). 
  22. ^ SPICA no longer candidate for ESA's M5 mission selection. ESA. 15 October 2020 [10 June 2021]. (原始內容存檔於2020-12-04). 
  23. ^ SPICA no longer candidate for ESA's M5 mission selection. ISAS. [15 October 2020]. (原始內容存檔於2020-10-18) (英語). 
  24. ^ New approach for L-class mission candidates. ESA. 19 April 2011 [20 February 2014]. (原始內容存檔於2013-04-02). 
  25. ^ ESA Science & Technology - JUICE. ESA. 8 November 2021 [10 November 2021]. (原始內容存檔於2019-09-21). 
  26. ^ Witasse, O.; Altobelli, N.; Andres, R.; Atzei, A.; Boutonnet, A.; Budnik, F.; Dietz, A.; Erd, C.; Evill, R.; Lorente, R.; Munoz, C.; Pinzan, G.; Scharmberg, C.; Suarez, A.; Tanco, I.; Torelli, F.; Torn, B.; Vallat, C.; JUICE Science Working Team. JUICE (Jupiter Icy Moon Explorer): Plans for the cruise phase. Europlanet Science Congress (EPSC) 2021. July 2021 [28 August 2021]. doi:10.5194/epsc2021-358. (原始內容存檔於2021-08-28). 
  27. ^ Athena | Mission Summary. ESA. 8 November 2021 [10 November 2021]. (原始內容存檔於2021-11-10). 
  28. ^ Guido Mueller. Prospects for a space-based gravitational-wave observatory. SPIE Newsroom (SPIE). 22 August 2014 [30 September 2014]. doi:10.1117/2.1201408.005573. (原始內容存檔於2015-11-20). 
  29. ^ LISA | Mission Summary. ESA. 8 November 2021 [10 November 2021]. (原始內容存檔於2021-11-10). 
  30. ^ Hasinger, Günther. The ESA Science Programme - ESSC Plenary Meeting (PDF). ESA. 23 May 2018 [8 July 2018]. (原始內容 (PDF)存檔於2021-06-04). 
  31. ^ Policy for Missions of Opportunity in the ESA Science Directorate. ESA. 1 September 2019 [12 February 2020]. (原始內容存檔於2022-03-03). 
  32. ^ SPICA - A space infrared telescope for cosmology and astrophysics. ESA. 19 February 2014 [20 February 2014]. (原始內容存檔於2013-05-12). 

外部連結