Euclid "Dark Universe" Weltraumteleskop hebt ab auf einer Mission, die tiefsten kosmischen Rätsel zu entwirren.

Am 1. Juli 2023 wurde die Weltraumsonde Euclid, betrieben von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), erfolgreich mit einer SpaceX Falcon 9 Rakete vom Cape Canaveral Space Force Station aus gestartet. Die Sonde soll die mysteriösen Bestandteile des Universums, Dunkle Materie und Dunkle Energie, erforschen. Kredit: SpaceX

Die Euclid-Sonde der ESA wurde erfolgreich um 11:12 Uhr EDT am 1. Juli 2023 mit einer SpaceX Falcon 9 Rakete von der Cape Canaveral Space Force Station in Florida, USA gestartet. Der erfolgreiche Start markiert den Beginn einer ehrgeizigen Mission, um die Natur von zwei mysteriösen Bestandteilen unseres Universums, Dunkle Materie und Dunkle Energie, aufzudecken, und uns bei der Beantwortung der grundlegenden Frage zu helfen: Aus was besteht das Universum?

Nach dem Start und der Trennung von der Rakete bestätigte das Europäische Raumflugkontrollzentrum (ESOC) der ESA in Darmstadt, Deutschland, den Empfang des Signals von Euclid über die Bodenstation in New Norcia, Australien, um 17:57 Uhr MESZ (11:57 Uhr EDT).

Die Euclid-Sonde der ESA wurde erfolgreich am 1. Juli 2023 gestartet, um die Natur von Dunkler Materie und Dunkler Energie im Universum aufzudecken. Sie wird eine genaue 3D-Karte des Universums erstellen, indem sie Milliarden von Galaxien beobachtet und fortschrittliche wissenschaftliche Instrumente verwendet, um diese Galaxien zu analysieren. Die Mission soll sechs Jahre dauern und eine beispiellose Überwachung des Himmels bieten. Kredit: SpaceX

"Der erfolgreiche Start von Euclid markiert den Beginn einer neuen wissenschaftlichen Unternehmung, um uns bei der Beantwortung einer der faszinierendsten Fragen der modernen Wissenschaft zu helfen", sagt ESA-Direktor Josef Aschbacher. "Euclid wurde durch das Engagement der ESA, die Anstrengungen und das Know-how von Hunderten von europäischen industriel-l und wissenschaftlichen Institutionen sowie durch die Zusammenarbeit mit internationalen Partnern ermöglicht. Die Suche nach Antworten auf grundlegende Fragen über unser Kosmos ist es, was uns als Menschen ausmacht. Und oft ist es das, was den Fortschritt der Wissenschaft und die Entwicklung leistungsstarker, weitreichender neuer Technologien vorantreibt. Die ESA ist bestrebt, die Ambitionen und Erfolge Europas im Weltraum für zukünftige Generationen auszubauen."

Am 1. Juli 2023 um 11:12 Uhr EDT startete ESA's neueste Astrophysik-Mission Euclid mit einer Space X Falcon 9 von Cape Canaveral in Florida, USA. Euclid hat nun seine einmonatige Reise zum Sonnen-Erde-Lagrange-Punkt L2 angetreten, der sich 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt in entgegengesetzter Richtung zur Sonne befindet. Kredit: ESA – S. Corvaja

"Die Euclid-Mission ist das Ergebnis der Leidenschaft und Expertise derjenigen, die zur Gestaltung und zum Bau dieses anspruchsvollen Weltraumteleskops beigetragen haben, der Kompetenz unseres Flugbetriebsteams und dem forschenden Geist der Wissenschaftsgemeinschaft", sagt Giuseppe Racca, Euclid-Projektmanager der ESA. "Während des Projekts gab es viele Herausforderungen, aber wir haben hart gearbeitet und haben nun gemeinsam mit unseren Partnern im Euclid-Konsortium und der NASA erfolgreich diesen Startmeilenstein erreicht."

Das Euclid-Konsortium hat die beiden hochentwickelten wissenschaftlichen Instrumente beigetragen - die Kamera für sichtbares Licht (VIS) und den Nah-Infrarot-Spektrometer und Photometer (NISP). Die Detektoren für NISP wurden von der NASA bereitgestellt.

ESA's Euclid wird sichtbares und infrarotes Licht von entfernten Galaxien mithilfe von zwei wissenschaftlichen Instrumenten an Bord untersuchen. Diese Instrumente werden die genaue Position und Form von Galaxien im sichtbaren Licht messen und ihren Rotverschiebung (aus der ihre Entfernung abgeleitet werden kann) im Infrarotlicht. Mit diesen Daten können Wissenschaftler eine 3D-Karte der Verteilung sowohl der Galaxien als auch der Dunklen Materie im Universum erstellen. Die Karte wird zeigen, wie sich die Großstruktur im Laufe der Zeit entwickelt hat und die Rolle der Dunklen Energie nachverfolgen. Das VISible-Instrument (VIS) nimmt sehr scharfe Bilder von Galaxien über einen viel größeren Teil des Himmels auf, als dies vom Boden aus möglich wäre. Diese Beobachtungen werden verwendet, um die Formen von über einer Milliarde Galaxien zu messen. Wie der Name schon sagt, sammelt VISibles Licht. Es ist empfindlich für Wellenlängen von Grün (550 Nanometer) bis zum Nah-Infrarot (900 nm). Das Instrument verwendet ein Mosaik aus 36 CCDs (Charge Coupled Devices, eine Art Kamerachip), von denen jeder mehr als 4000 Pixel mal 4000 Pixel enthält. Dies gibt dem Detektor insgesamt etwa 600 Megapixel, was fast siebzig 4K-Auflösungsbildschirmen entspricht. Der Nah-Infrarot-Spektrometer und Photometer (NISP) ist darauf spezialisiert, spektroskopische Messungen von Galaxien durchzuführen, was die Bestimmung der Lichtmenge pro Wellenlänge beinhaltet, die sie abgeben. Dies ist nützlich, um die Rotverschiebung der Galaxien zu messen, die Kosmologen zur Abschätzung der Entfernung zu jeder Galaxie verwenden können. NISP hat das größte Sichtfeld für ein Infrarotinstrument, das je im Weltraum geflogen ist. Das Instrument misst Nah-Infrarotlicht (900-2000 nm) mit einem Raster von 16 Detektoren, von denen jeder mehr als 2000 mal 2000 Pixel enthält. Kredit: ESA

Euclid wird Milliarden von Galaxien bis zu 10 Milliarden Lichtjahre entfernt beobachten, um die größte und genaueste 3D-Karte des Universums zu erstellen, wobei die dritte Dimension die Zeit selbst repräsentiert. Diese detaillierte Darstellung der Form, Position und Bewegung von Galaxien wird enthüllen, wie sich die Materie über immense Entfernungen verteilt und wie sich die Expansion des Universums im Laufe der kosmischen Geschichte entwickelt hat. Dies wird Astronomen helfen, die Eigenschaften der Dunklen Energie und der Dunklen Materie abzuleiten. Dies wird Theoretikern helfen, unser Verständnis für die Rolle der Schwerkraft zu verbessern und die Natur dieser rätselhaften Entitäten genau zu definieren.

"Heute feiern wir den erfolgreichen Start einer wegweisenden Mission, die Europa an vorderster Front der kosmologischen Forschung positioniert", sagt Carole Mundell, Direktorin für Wissenschaft der ESA. "Wenn wir das Universum, in dem wir leben, verstehen wollen, müssen wir die Natur der Dunklen Materie und der Dunklen Energie aufdecken und verstehen, welche Rolle sie bei der Gestaltung unseres Kosmos gespielt haben. Um diese grundlegenden Fragen zu beantworten, wird Euclid die detaillierteste Karte des Extragalaktischen Himmels liefern. Dieser unschätzbare Datenreichtum wird es der wissenschaftlichen Gemeinschaft auch ermöglichen, viele andere Aspekte der Astronomie in den kommenden Jahren zu untersuchen."

Die EUCLID-Mission der ESA zielt darauf ab, die Eigenschaften und Auswirkungen der schwer fassbaren Dunklen Materie und Dunklen Energie aufzudecken, Entitäten, von denen angenommen wird, dass sie die Zusammensetzung des Universums dominieren, aber direkt unentdeckt bleiben. Euclid wird eine 3D-Karte des Universums erstellen, indem Milliarden von Galaxien bis zu 10 Milliarden Lichtjahre entfernt beobachtet werden und die Zeit als dritte Dimension genutzt wird. Diese umfangreiche Kartierung wird den Wissenschaftlern helfen, die Position und Geschwindigkeit von Galaxien über große Entfernungen und kosmische Geschichte hinweg festzustellen und Aufschluss über die Expansion des Universums im Laufe der Zeit zu geben. Kredit: ESA

Um sein ehrgeiziges wissenschaftliches Ziel zu erreichen, ist Euclid mit einem 1,2 m Reflektionsteleskop ausgestattet, das zwei innovative wissenschaftliche Instrumente speist: VIS, das sehr scharfe Bilder von Galaxien über einen großen Teil des Himmels macht, und NISP, das das Infrarotlicht von Galaxien analysieren kann, um ihre Entfernung genau zu bestimmen.

Das Raumschiff und die Kommunikation werden vom ESOC kontrolliert. Um den großen Datenmengen, die Euclid erfassen wird, gerecht zu werden, wurde die Estrack-Kommunikationsinfrastruktur der ESA für Tiefraumantennen aufgerüstet. Diese Daten werden vom Euclid-Konsortium analysiert - einer Gruppe von über 2000 Wissenschaftlern aus mehr als 300 Instituten in Europa, den USA, Kanada und Japan.

Wie bei anderen ESA-Missionen werden die Raumfahrt-Daten über Bodenstationen auf der ganzen Welt an das Europäische Raumfahrtbetriebszentrum (ESOC) in Deutschland übermittelt. Rohdaten werden an das Europäische Raumfahrt-Astronomiezentrum (ESAC) in Spanien übertragen. Von ESAC aus werden die Daten an die Verarbeitungszentren des Science Ground Segments des Euclid-Konsortiums verteilt, die sich in mehreren europäischen Ländern und den USA befinden.

Das Euclid-Konsortium (EC) ist eine Organisation, die mehr als 2000 Forscher aus den Bereichen theoretische Physik, Astrophysik und Weltraumastronomie sowie Ingenieure, Techniker und Verwaltungspersonal vereint. Es wurde von der ESA als alleiniges offizielles wissenschaftliches Konsortium ausgewählt und ist für die wissenschaftlichen Instrumente, die Datenproduktion und die wissenschaftliche Auswertung der Mission verantwortlich. Das EC Science Ground Segment ist für Design, Entwicklungstests, Integration und Betrieb der Datenverarbeitungswerkzeuge, Pipelines und Datenzentren verantwortlich. Die verarbeiteten Datenprodukte umfassen kalibrierte Bilder und Spektren, Kataloge wissenschaftlicher Messungen und Dokumentation.

In regelmäßigen Abständen werden die verarbeiteten Daten-Schätze von Euclid der Öffentlichkeit über das Astronomy Science Archive am ESAC zugänglich gemacht. Das ESAC plant die wissenschaftlichen Operationen und archiviert alle wissenschaftlichen Daten, die von einer ESA-Mission produziert werden, und macht sie der Welt zugänglich. Kredit: ESA

Im Laufe der Mission werden die gesammelten Daten von Euclid mit jährlicher Kadenz der globalen wissenschaftlichen Gemeinschaft über das Science Archive, das am Europäischen Raumfahrt-Astronomiezentrum der ESA in Spanien gehostet wird, zur Verfügung gestellt.

"Dies ist ein großartiger Moment für die Wissenschaft, auf den wir lange gewartet haben: der Start von Euclid, einer Mission zur Entschlüsselung des Rätsels um Dunkle Materie und Dunkle Energie", sagt René Laureijs, Projektwissenschaftler von Euclid bei der ESA. "Das große Geheimnis der fundamentalen Bestandteile des Universums steht uns ins Gesicht geschrieben und stellt eine gewaltige Herausforderung dar. Dank seines fortschrittlichen Teleskops und seiner leistungsstarken wissenschaftlichen Instrumentierung ist Euclid bereit, uns bei der Lösung dieses Rätsels zu helfen."

ESA’s Euclid will orbit the second Lagrange point (L2), 1.5 million kilometers from Earth in the opposite direction to the Sun. L2 is an equilibrium point of the Sun-Earth system that follows Earth around the Sun.In its orbit at L2, Euclid’s sunshield can always block the light from the Sun, Earth, and Moon while pointing its telescope towards deep space, ensuring a high level of stability for its instruments.At L2, Euclid joins ESA’s Gaia mission and the ESA/NASA/CSA James Webb Space Telescope, which are also orbiting around this equilibrium point, each following well-separated trajectories.Credit: ESA

In the next four weeks, Euclid will travel towards Sun-Earth Lagrange point 2, an equilibrium point of the Sun-Earth system located 1.5 million km from Earth (about four times the Earth-Moon distance) in the direction opposite from the Sun. There, Euclid will be maneuvered into orbit around this point and mission controllers will start the activities to verify all the functions of the spacecraft, check out the telescope and finally turn on the scientific instruments.

Scientists and engineers will then be engaged in an intense two-month phase of testing and calibrating Euclid’s scientific instruments and preparing for routine observations. Over six years Euclid will survey one-third of the sky with unprecedented accuracy and sensitivity.

ESA’s Euclid mission is a highly ambitious project undertaken by the European Space Agency (ESA) to investigate and understand the nature of two enigmatic components of our Universe: dark matter and dark energy. Launched on July 1, 2023, the spacecraft will observe billions of galaxies up to 10 billion light-years away to construct the most accurate 3D map of the Universe ever made. Credit: ESA

Euclid is a European mission, built and operated by ESA, with contributions from NASA. The Euclid Consortium is responsible for providing the scientific instruments and scientific data analysis. ESA selected Thales Alenia Space as prime contractor for the construction of the satellite and its service module, with Airbus Defence and Space chosen to develop the payload module, including the telescope. NASA provided the detectors of the Near-Infrared Spectrometer and Photometer, NISP. Euclid is a medium-class mission in ESA’s Cosmic Vision Programme.