Cosmic Vision - Programm

Kosmisches Visionsprogramm

Programmbanner
(Montage nach dem auf der ESA-Website) Allgemeine Daten

Land	Europa
Agentur	Europäische Weltraumorganisation
Baumeister	Airbus Defence and Space
Tore	Erforschung des Sonnensystems , Astrophysik, Beobachtung von Exoplaneten
Status	In Bearbeitung
Anzahl der Missionen	10

Technische Daten

Trägerraketen	Ariane 5 , Ariane 6 , Atlas V , Sojus Fregat

Historisch

Start	2005
1 st Start	18. Dezember 2019 ( CHEOPS )

Ergebnisse

Anzahl der Starts	2 (+8 geplant)
Erfolg	2
Schach)	0

Europäisches Weltraumprogramm

Horizont 2000+

Das Programm Cosmic Vision ( Cosmic Vision ) ist das wissenschaftliche Raumfahrtprogramm der Europäischen Weltraumorganisation für die Dekade 2015-2025. Es hat mehrere Missionen, die in drei Klassen unterteilt sind (mittlere, schwere, kleine Mission). Im Jahr 2015 wurden vier Missionen der mittleren Klasse (mittlere Kosten) und zwei Missionen der schweren Klasse ausgewählt, deren Start zwischen 2017 und 2025 geplant ist. Die ausgewählten Missionen sind das Sonnenobservatorium Solar Orbiter , Euclid , ein Satellit zur Erforschung der dunkle Energie , JUICE zur Beobachtung der Jupiter - Satelliten und des Weltraumteleskops PLATO - Detektor - Exoplaneten . Das Programm Cosmic Vision umfasst nicht die Projekte der Europäischen Weltraumorganisation ESA zur Erforschung des Planeten Mars und des Mondes .

Historisch

Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) startet ihr Cosmic Vision- Programm inApril 2004. Dies knüpft an die Programme Horizon 2000 (1984) und Horizon 2000+ (1994-1995) an, die den Rahmen für die zwischen 1990 und 2014 gestarteten wissenschaftlichen Missionen der Europäischen Agentur bildeten. Eine wichtige Arbeitssitzung, die vom Wissenschaftlichen Ausschuss des Ausschusses (SSAC ) der Agentur brachte im September 2004 fast 400 Mitglieder der europäischen wissenschaftlichen Gemeinschaft in Paris zusammen, um 151 Vorschläge für wissenschaftliche Ziele in den folgenden vier Bereichen zu prüfen: Astronomie , Astrophysik , Erforschung des Sonnensystems und Physik . Das Cosmic Vision- Programm muss laut seinen Initiatoren vier große Fragen beantworten:

• Was sind die Bedingungen für die Entstehung eines Planeten und die Entstehung von Leben?
• Wie funktioniert das Sonnensystem?
• Was sind die grundlegenden Gesetze der Physik des Universums?
• Wie ist das aktuelle Universum entstanden und woraus besteht es?

Die Arbeitssitzungen ermöglichen es uns, 22 Themen zu identifizieren.

Die ausgewählten Missionen sind drei Klassen zugeordnet, die sich durch das zugewiesene Budget unterscheiden:

• Mittelgroße Missionen (Klasse M), deren Kosten auf 470 Millionen Euro begrenzt sind.
• Schwere Missionen (Klasse L), deren Kosten auf 900 Millionen Euro begrenzt sind.
• Kleine Missionen (Klasse S), deren Kosten auf 50 Millionen Euro begrenzt sind. Diese Kategorie wurde Anfang der 2010er Jahre hinzugefügt.

Zusammenfassung ausgewählter oder geplanter Missionen (Update:Juni 2021)

Missionscode	Art	Ausgewählte Mission oder Kandidaten	Veröffentlichungsdatum	Status	Getriebetyp	Tor
L1	Schwere Mission	SAFT (ex JGO )	2022	In Entwicklung	Raumsonde vom Orbiter-Typ	Studium der Galileischen Satelliten des Jupiter
L2	Schwere Mission	ATHENA	2031 (zunächst 2028)	In Entwicklung (ausgewählt inMärz 2018)	Röntgenteleskop	Thema: das heiße und energetische Universum
L3	Schwere Mission	LISA	2032 (zunächst 2034)	In Entwicklung (ausgewählt inJuni 2017)	Konstellation von 3 Satelliten	Gravitationswellenmessungen
M1	Durchschnittliche Mission	Sonnenorbiter	10. Februar 2020	In Bearbeitung	Raumsonde vom Orbiter-Typ	Sonnenobservatorium
M2	Durchschnittliche Mission	Euklid	2022	In Entwicklung	Sichtbares / Infrarotlicht-Teleskop	Studie zur dunklen Energie
M3	Durchschnittliche Mission	PLATO	2026	In Entwicklung	Teleskop	Nachweis von Exoplaneten
M4	Durchschnittliche Mission	ARIEL	2028	In Entwicklung	Infrarot-Teleskop	Atmosphäre von Exoplaneten
M5	Durchschnittliche Mission	Vorstellen	2031-2033	In Entwicklung	Raumsonde vom Orbiter-Typ	Studium der Venus
S1	Kleine Mission	CHEOPS	18. Dezember 2019	In Bearbeitung	Sichtbares / Infrarotlicht-Teleskop	Messung der Eigenschaften von Exoplaneten . In Kooperation mit der Schweiz .
S2	Kleine Mission	LÄCHELN	Ende 2024	In Entwicklung (ausgewählt inJuni 2015)	Erdorbiter	Studium der Magnetosphäre . In Kooperation mit China .

Schwere Missionen

Die Auswahl der L1-Mission

2007 wurde das Vorauswahlverfahren für die erste schwere L1- Mission eingeleitet, deren Start etwa 2020 geplant ist. Drei Missionen sind vorausgewählt inFebruar 2009( JGO , LISA und IXO), während die TandEM- Mission (Titan- und Enceladus-Mission) eliminiert wird. Diese schweren Missionen sollten damals gemeinsam mit der NASA entwickelt werden, die insbesondere an zwei davon (IXO, LISA) bis zu 50% beteiligt sein muss. Anfang 2011 führten erhebliche Kürzungen im Budget der amerikanischen Raumfahrtbehörde zur Absage ihrer Teilnahme an diesen Missionen. Angesichts der Änderung des verfügbaren Budgets fordert die Europäische Weltraumorganisation die Projektteams auf, bis 2012 zu prüfen, ob sie die Entwicklung dieser Missionen mit einer begrenzten Beteiligung externer Partner fortsetzen können. Für JUICE führte die amerikanische Beteiligung zur Entwicklung einer zweiten Raumsonde, Jupiter Europa Orbiter , die für die Erforschung des Mondes Europa verantwortlich ist  ; das JUICE-Team wird gebeten, den Überflug von Europa zu den Zielen der europäischen Untersuchung hinzuzufügen

Die drei neugefassten Missionen sind dann:

• JUICE (ex JGO ): eine Mission, um die Monde des Jupiter zu studieren.
• NGO (ex LISA): ein Gravitationswellen- Observatorium , das die Technik der Interferometrie verwendet .
• ATHENA (ex IXO und ex XEUS ): ein Röntgen- Weltraumteleskop, das mit der japanischen Weltraumbehörde JAXA entwickelt wurde .

Die JUICE-Mission wird ausgewählt in Mai 2012der erste Schwerlastwagen ( L1 ) des Jahrzehnts 2015-2025 sein. Es soll 2022 auf den Markt kommen.

Die Auswahl der L2- und L3-Missionen

Die Europäische Weltraumorganisation hat in März 2013eine Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen für die zukünftigen schweren L2- und L3- Missionen, die 2028 bzw. 2034 gestartet werden. Das Auswahlverfahren umfasst zwei Phasen. Rund dreißig Vorschläge für wissenschaftliche Themen wurden eingereichtMai 2013bei der ESA, von denen zwei im November desselben Jahres von einem Komitee führender Persönlichkeiten aus der Wissenschaft ( Senior Survey Committee ) unter dem Vorsitz von Catherine Cesarsky ausgewählt wurden . Die Themen dieser beiden ausgewählten Missionen endenNovember 2013von dem vom Direktor der wissenschaftlichen Missionen ernannten wissenschaftlichen Komitee sind: das heiße und energetische Universum für die L2-Mission und das Gravitationsuniversum für die L3-Mission. Das Projekt ATHENA - Advanced Telescope for High ENergy Astrophysics - wurde ausgewählt inJuni 2014für die L2-Mission. Die eLISA- Mission, deren Ziel es ist, Gravitationswellen zu identifizieren und ihre Quellen zu lokalisieren, wird als dritte schwere Mission ausgewählt. Die Auswahl erfolgt kurz nach dem Ende der Lisa Pathfinder- Mission, die für die Entwicklung der notwendigen Technologien und die ersten Detektionen von Gravitationswellen durch terrestrische Detektoren verantwortlich ist ( LIGO- Projekt ). Der Missionsstart wird eine Konstellation von drei Satelliten umfassen, die Variationen im Schwerefeld durch Laserinterferometrie messen. Der Start ist für 2034 geplant.

Mittlere Missionen

Auswahl an M1- und M2-Missionen

Im März 2007für die ersten beiden Mittelklasse-Missionen M1 und M2 , die 2017-2019 starten sollen, wird eine erste Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen veröffentlicht . Es führte zur Formulierung von 60 Missionsvorschlägen, darunter 19 in Astrophysik, 12 im Bereich der Grundlagenphysik und 19 Missionen zur Erforschung des Sonnensystems. Sechs Projekte dann drei Projekte werden in der Vorauswahl getroffenJanuar 2010 für die beiden 2017/2019 zu startenden Mittelklasse-Missionen (M1 und M2).

Die 3 Finalisten-Missionen waren:

• Euklid  : Mission, die eine Karte der Verteilung der Dunklen Materie erstellen muss .
• PLATO  : Exoplaneten- Suchmission . Es wird eliminiert inOktober 2011.
• Solar Orbiter  : Nahbeobachtungsmission der Sonne.

Im Oktober 2011, die Missionen M1 und M2 sind ausgewählt: Solar Orbiter soll 2017 gestartet werden, Euclid soll 2019 gestartet werden.

Auswahl der Mission M3

Im Februar 2011Die Europäische Weltraumorganisation selektiert unter 47 Kandidaten 4 Projekte für die zukünftige M3- Mission, zu der PLATO hinzugefügt wird , ein Finalist, der nicht für M1- oder M2- Missionen ausgewählt wurde . Die M3- Mission soll zwischen 2020 und 2022 gestartet werden. Die vier ausgewählten Kandidaten sind:

• Exoplaneten-Charakterisierungs-Observatorium (EChO). Am Lagrange L2-Punkt platziert, könnte dieses Weltraumteleskop eine Optik mit einem Durchmesser von 1,5 Metern verwenden, die mit mehreren Spektralfotometern ausgestattet ist, die im sichtbaren Licht und infrarot arbeiten . Mit Hilfe der Transitspektroskopie- Technik würde EChO die Eigenschaften der Atmosphäre einer repräsentativen Probe von Exoplaneten messen . Insbesondere würde es deren Zusammensetzung, Temperatur- und Druckprofile und Albedo messen . Ziel ist es, unser Wissen über die Entstehung und Entwicklung von Planeten zu verbessern.
• Das Large Observatory For X-ray Timing (LOFT) könnte die Bewegung von Materie in der Nähe von Schwarzen Löchern und ihren Zustand innerhalb von Neutronensternen untersuchen, indem es Röntgenemissionen und Fluktuationen im elektromagnetischen Spektrum analysiert . LOFT wird voraussichtlich zwei Instrumente tragen: einen Röntgendetektor mit der größten jemals hergestellten Sammelfläche und ein Weitwinkel-Beobachtungsinstrument, das für die Überwachung eines großen Teils der Himmelskugel verantwortlich ist.
• MarcoPolo-R ist ein Projekt, das während der M1- und M2- Vorauswahlen gescheitert ist und darin besteht, Proben eines Asteroiden, der sich in einer Umlaufbahn in der Nähe unseres Planeten befindet, zur Erde zurückzubringen.
• STE-QUEST ( Space-Time Explorer and Quantum Equivalence Principle Space Test ) ist ein grundlegendes physikalisches Experiment, das darin besteht, die Wirkung der Schwerkraft auf Materie und Zeit besonders genau zu messen und das Äquivalenzprinzip auf atomarer Ebene zu testen .

Im Oktober 2011, die beiden mittelgroßen Missionen, die im Jahrzehnt 2010 gestartet werden sollen, sind bestätigt: Euclid und Solar Orbiter mit jeweiligen Starts in den Jahren 2019 und 2017. Verlierer ist das PLATO-Projekt, das daher in der Vorauswahl für die M3- Mission enthalten ist . ImFebruar 2014, gibt die ESA die Auswahl von PLATO bekannt, dessen Start für 2024 geplant ist. PLATO ist mit 34 Teleskopen ausgestattet, die kontinuierlich die Sterne in der Nähe eines wichtigen Teils des Himmelsgewölbes beobachten. Exoplaneten werden durch genaues Messen der Variationen in der Lichtstärke von Sternen entdeckt, während einige ihrer Eigenschaften durch die Technik der Astroseismologie gewonnen werden .

Auswahl der Mission M4

Die Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen für die M4-Mission wird im August 2014 gestartet. Start Mai 2015Für diese Mission, die 2025 starten soll, hat die Europäische Weltraumorganisation (ESA) drei Kandidaten vom Auswahlkomitee ausgewählt. Diese sind. :

• ARIEL, der die Atmosphäre von 500 sonnennahen Planeten analysieren und deren chemische Zusammensetzung und die dort herrschenden physikalischen Bedingungen bestimmen muss. Ziel ist es, den Entstehungsprozess des Sonnensystems besser zu verstehen.
• THOR muss ein grundlegendes Problem der Plasmaphysik untersuchen, indem er den Prozess des Aufheizens des Plasmas und der anschließenden Ableitung der angesammelten Energie untersucht. Dazu muss es in eine Umlaufbahn um die Erde gebracht werden und insbesondere die Wechselwirkungen zwischen dem Sonnenwind und dem Erdmagnetfeld untersuchen.
• XIPE ist ein Weltraumobservatorium, das die Röntgenstrahlen von Supernovae, galaktischen Jets, Schwarzen Löchern und Neutronensternen untersuchen muss, um das Verhalten von Materie in dieser extremen Umgebung besser zu verstehen.

Das ARIEL-Projekt wird ausgewählt am 20. März 2018.

Auswahl der Mission M5

Nach einer Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen für die M5-Mission, die 2032 starten soll, werden zu Beginn drei Projekte aus den 25 vorgeschlagenen Projekten ausgewählt selected Mai 2018. Die Endauswahl muss 2021 erfolgen:

• SPICA ist ein Infrarot- Weltraumteleskopprojekt, das in Zusammenarbeit mit der japanischen Weltraumbehörde JAXA vorgeschlagen wurde . Das Observatorium umfasst ein Teleskop mit einem Durchmesser von 2,5 Metern, das im mittleren und fernen Infrarot arbeitet. Die ohne kryogene Flüssigkeit auf 5 Kelvin gekühlten Sensoren ermöglichen eine deutlich höhere Empfindlichkeit als der Vorgänger Herschel . Für japanische Astronomen übernimmt SPICA die Nachfolge des Akari- Infrarotteleskops .
• EnVision soll die Natur und den aktuellen Zustand der geologischen Aktivität der Venus und ihrer Wechselwirkungen mit der Atmosphäre untersuchen. Ziel ist es, die Gründe für die Unterschiede zwischen der Entwicklung der Erde und der Venus besser zu verstehen. Die Mission wird unter maßgeblicher Beteiligung der NASA durchgeführt.
• THESEUS ist eine hochenergetische Astronomiemission, die den gesamten Himmel beobachten muss, indem eine systematische Zählung der Gammastrahlenausbrüche durchgeführt wird, die während der ersten Milliarde Jahre des Universums aufgetreten sind. Ziel ist es, Informationen über den Lebenszyklus der ersten Sterne zu sammeln. Das Inventar der von Theseus entdeckten Gammastrahlenausbrüche wird die Überwachung durch andere Instrumente am Boden oder im Weltraum ermöglichen, die in anderen Wellenlängen beobachtet werden. Theseus sollte auch verwendet werden, um die Quellen von Gravitationswellen zu identifizieren, die von anderen Instrumenten beobachtet werden.

Das EnVision-Projekt ist ausgewählt am 10. Juni 2021.

Kleine Missionen

Eine erste Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen wurde in März 2012. 74 Absichtserklärungen gingen ein und 26 Projekte wurden in die engere Wahl gezogen. Die erste Mission soll 2017 starten.

S1-Mission: CHEOPS

Im Oktober 2012, die CHEOPS- Mission , die zur Erforschung bekannter Exoplaneten gedacht ist, wurde ausgewählt. Es ist eine gemeinsame Entwicklung von ESA und Schweizer Forschungsinstituten .

S2-Mission: LÄCHELN

Die zweite Mission dieser Familie ist wie CHEOPS, gemeinsam mit einem anderen Land, China, entwickelt . Die SMILE- Mission wurde ausgewählt inJuni 2015und soll 2023 gestartet werden. Der Satellit soll die Wechselwirkungen der terrestrischen Magnetosphäre und des Sonnenwinds untersuchen .

Hinweise und Referenzen

Anmerkungen

Verweise

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23. (in) "  Drei Kandidaten für die nächste mittlere Wissenschaftsmission der ESA  " , ESA, 4. Juni 2015
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29. ESA Science & Technology: Absichtserklärung der S-Klasse-Mission
30. ESA-Portal - Frankreich - Die neueste kleine Mission des ESA-Wissenschaftsprogramms untersucht "Super-Erden"
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Literaturverzeichnis

• (de) [PDF] Auswahl der wissenschaftlichen Ziele von Cosmic Vision (Oktober 2005)
• (de) [PDF] Zusammenfassung der vorgeschlagenen wissenschaftlichen Themen für die Missionen L2 und L3 (Juli 2013)
• (de) [PDF] Bericht des für die Themenauswahl der L2- und L3-Missionen zuständigen Ausschusses (November 2013)

Siehe auch

Zum Thema passende Artikel

Die sechs Missionen des Cosmic Vision Programms:

• Euklid
• PLATO
• Sonnenorbiter
• SAFT
• NGO (ehemals LISA)
• ATHENA (ehemals IXO)

Externe Links

• (de) Offizielle Website des Cosmic Vision-Programms