PROBA-3: tidenes første "Presisjonsformasjonsflyging"-oppdrag

ESAs PROBA-3-oppdrag, som ble løftet av ISROs PSLV-XL-rakett 5. desember 2024, er en "solformørkelsesskapende" to satellittformasjoner av okkulter og coronagraph-romfartøyene. Det vil muliggjøre observasjon av solkorona med coronagraph-romfartøy i 6 timer i hver 19. time og 36 minutters bane gjennom bestilling av total solformørkelse av formasjonens okkulte romfartøy. Som demonstrasjon av formasjonsflygende teknologier baner PROBA-3-oppdraget vei for fremtidig interferometri-basert LISA-oppdrag (som vil være en formasjon av tre romfartøyer i verdensrommet) for deteksjon av lavfrekvente gravitasjonsbølger (GW).

Laser Interferometer Space Antenna (LISA)-oppdraget som mottok ESAs godkjenning tidlig i år og skal etter planen lanseres i 2035, vil være det første rombaserte gravitasjonsbølgeobservatoriet dedikert til deteksjon og studier av lavfrekvente gravitasjonsbølger (GW) med frekvens mellom 0.1 mHz og 1 Hz (eller millihertz krusninger) forårsaket av forvrengninger i stoff av rom-tid over universet. Det vil være en konstellasjon av tre romfartøyer i nøyaktig likesidet trekantformasjon i verdensrommet. Hver side av trekanten vil være 2.5 millioner km lang. Dannelsen av de tre romfartøyene vil gå i bane rundt solen i en heliosentrisk bane som følger jorden mellom 50 og 65 millioner km fra jorden, samtidig som den opprettholder en gjennomsnittlig separasjonsavstand mellom romfartøyene på 2.5 millioner km.

LISA-oppdraget vil bygge på to nøkkelfunksjoner – «lavfrekvent gravitasjonsbølgedeteksjon i verdensrommet» og «presisjonsformasjon som flyr i verdensrommet». Mens teknologien som trengs for "lavfrekvent gravitasjonsbølgedeteksjon i verdensrommet" ble testet under flyging og demonstrert av LISA Pathfinder-oppdraget i løpet av 2015-2017, har teknologien for "presisjonsformasjon som flyr i rommet" nylig blitt demonstrert 5. desember 2024 med den "totale solformørkelse-skapende to-satellittformasjonen av PROBA-3-oppdraget" på vei inn i en svært elliptisk bane. Den hadde lettet på ISROs PSLV-XL-rakett.

PROBA (Project for On-Board Autonomy) -3 oppdraget til European Space Agency (ESA) har to hovedmål: demonstrasjon av formasjonsflygende teknologier, og studie av den indre solkoronaen.

PROBA-3 er det første "presisjonsformasjonsflyging" noensinne. Det er en formasjon av to romfartøyer: occulter og coronagraph. Førstnevnte (dvs. Occulter-romfartøyet) kaster en nøyaktig kontrollert skygge på Coronagraph-romfartøyet for å produsere totale solformørkelser på forespørsel i seks timer om gangen, noe som muliggjør observasjon av mye svakere solkorona. De to romfartøyene i formasjonen er atskilt med en avstand på 150 meter med en nøyaktighet på et par millimeter. Svært nøyaktig formasjonsflyging av autonome enheter i verdensrommet er et betydelig fremskritt innen romteknologi som åpner muligheten for nye oppdrag som interferometribasert LISA-oppdrag for deteksjon av lavfrekvente gravitasjonsbølger (GW) i rommet som ikke kan detekteres ved bruk av bakkebaserte detektorer slik som LIGO, VIRGO, etc eller Pulsar Timing Arrays (PTAs).

Mens dannelse av tre romfartøyer i LISA-oppdraget vil muliggjøre måling (gjennom laserinterferometri) av ekstremt små endringer i avstandene mellom testmasser i romfartøy forårsaket av gravitasjonsbølger, er dannelsen av to romfartøyer i PROBA –3-oppdraget designet for å muliggjøre observasjon av solkorona av coronagraph romfartøy i 6 timer hver 19. time og 36 minutters bane gjennom på forespørsel opprettelse av total solenergi formørkelse av formasjonens okkulte romfartøy.

Naturlige total solformørkelseshendelser gir ikke nok muligheter til å observere den ytre atmosfæren av solen, og derfor vil på forespørsel muligheten gitt av PROBA-3 være svært nyttig i studiet av solkorona og tilhørende fenomener for bedre prediksjon av romvær og solstormer som er kjent for å forstyrre satellitter, kommunikasjonsinfrastrukturer og kraftnettverk på jorden.

Referanser: