PROBA-3: prima misiune „Zbor în formație de precizie”

Misiunea PROBA-3 a ESA, care a decolat pe racheta PSLV-XL a ISRO la 5 decembrie 2024, este o formațiune a doi sateliți „care face eclipse solare”, formată din nave spațiale oculte și coronagraf. Acesta va permite observarea coroanei solare de către nava spațială coronagraf timp de 6 ore pe o orbită de 19 ore și 36 de minute prin crearea la cerere a eclipsei totale de soare de către nava spațială ocultă a formațiunii. Ca demonstrație a tehnologiilor de zbor în formație, misiunea PROBA-3 deschide calea pentru viitoarea misiune LISA bazată pe interferometrie (care va fi o formație de trei nave spațiale în spațiu) pentru detectarea undelor gravitaționale de joasă frecvență (GW).

Misiunea Laser Interferometer Space Antena (LISA) care a primit aprobarea ESA la începutul acestui an și este programată să fie lansată în 2035, va fi primul observator spațial de unde gravitaționale dedicat detectării și studiului undelor gravitaționale de joasă frecvență (GW) cu frecvența între 0.1 mHz și 1 Hz (sau ondulațiile milihertzi) cauzate de distorsiunile în țesătura spațiu-timp de-a lungul univers. Va fi o constelație de trei nave spațiale în formare precisă a triunghiului echilateral în spațiu. Fiecare parte a triunghiului va avea 2.5 milioane km lungime. Formarea celor trei nave spațiale va orbita Soarele pe o orbită heliocentrică care se întinde pe Pământ, între 50 și 65 de milioane de km de Pământ, menținând în același timp o distanță medie de separare între nave spațiale de 2.5 milioane de km.

Misiunea LISA se va baza pe două capacități cheie – „detecția undelor gravitaționale de joasă frecvență în spațiu” și „formarea de precizie care zboară în spațiu”. În timp ce tehnologia necesară pentru „detecția undelor gravitaționale de joasă frecvență în spațiu” a fost testată în zbor și demonstrată de misiunea LISA Pathfinder în perioada 2015-2017, tehnologia pentru „zburarea de precizie în formare în spațiu” a fost recent demonstrată la 5 decembrie 2024 cu „formarea a doi sateliți a misiunii PROBA-3” care intră pe o orbită extrem de eliptică. Decolase cu racheta PSLV-XL a ISRO.

Misiunea PROBA (Proiect for On-Board Autonomy) -3 a Agenției Spațiale Europene (ESA) are două obiective cheie: demonstrarea tehnologiilor de zbor în formațiuni și studiul coroanei solare interioare.

PROBA-3 este prima misiune de „zburare în formație de precizie”. Este o formațiune a două nave spațiale: oculter și coronagraf. Prima (adică, nava spațială Occulter) aruncă o umbră controlată cu precizie asupra navei spațiale Coronagraph pentru a produce eclipse totale de soare la cerere timp de șase ore la un moment dat, permițând observarea unei coroane solare mult mai slabe. Cele două nave spațiale din formațiune sunt separate de o distanță de 150 de metri, cu o precizie de câțiva milimetri. Zborul în formație de înaltă precizie a unităților autonome în spațiu este un progres semnificativ în tehnologia spațială care deschide posibilitatea unor noi misiuni, cum ar fi misiunea LISA bazată pe interferometrie pentru detectarea undelor gravitaționale de joasă frecvență (GW) în spațiu, care nu pot fi detectate folosind detectoare de la sol. cum ar fi LIGO, VIRGO, etc sau Pulsar Timing Arrays (PTA).

În timp ce formarea a trei nave spațiale în misiunea LISA va permite măsurarea (prin interferometrie laser) a modificărilor extrem de mici ale distanțelor dintre masele de testare în nave spațiale cauzate de ondulațiile gravitaționale, formarea a două nave spațiale în misiunea PROBA –3 este concepută pentru a permite observarea coroană solară de către nava spațială coronagraf timp de 6 ore la fiecare oră de 19 ore 36 de minute orbita prin crearea la cerere a eclipsei totale de soare de către nava spațială ocultă a formațiunii.

Evenimentele naturale de eclipsă totală de soare nu oferă suficiente oportunități de observare a atmosferei exterioare a soarelui, prin urmare oportunitatea oferită de PROBA-3 la cerere va fi foarte utilă în studiul coroanei solare și al fenomenelor asociate pentru o mai bună predicție a vremii spațiale și a furtunilor solare despre care se știe că perturbă sateliții, infrastructurile de comunicații și rețelele de energie de pe Pământ.

Referinte: