Das Euclid-Weltraumteleskop „The Dark Universe“ ist auf der Mission, die tiefsten kosmischen Geheimnisse aufzudecken

Am 1. Juli 2023 wurde die von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) betriebene Raumsonde Euclid erfolgreich mit einer SpaceX Falcon 9-Rakete von der Cape Canaveral Space Force Station gestartet. Ziel der Raumsonde ist es, die mysteriösen Bestandteile des Universums, die Dunkle Materie und die Dunkle Energie, zu erforschen. Bildnachweis: SpaceX

Die ESA-Raumsonde Euclid startete um 11:12 Uhr an Bord einer SpaceX Falcon 9-Rakete von der Cape Canaveral Space Force Station in Florida, USA.[{“ attribute=““>EDT on July 1, 2023. The successful launch marks the beginning of an ambitious mission to uncover the nature of two mysterious components of our Universe: dark matter and dark energy, and to help us answer the fundamental question: what is the Universe made of?

Following launch and separation from the rocket, ESA’s European Space Operations Centre (ESOC) in Darmstadt, Germany, confirmed acquisition of signal from Euclid via the New Norcia ground station in Australia at 17:57 CEST (11:57 a.m. EDT).

Die Raumsonde Euclid der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) wurde am 1. Juli 2023 erfolgreich gestartet, um die Natur der Dunklen Materie und Dunklen Energie im Universum aufzudecken. Sie erstellen eine genaue 3D-Karte des Universums, indem Sie Milliarden von Galaxien beobachten und fortschrittliche wissenschaftliche Werkzeuge verwenden, um diese Galaxien zu analysieren. Die Mission ist auf sechs Jahre angelegt und wird eine beispiellose Untersuchung des Himmels ermöglichen. Kredit:[{“ attribute=““>SpaceX

“The successful launch of Euclid marks the beginning of a new scientific endeavor to help us answer one of the most compelling questions of modern science,” says ESA Director General Josef Aschbacher. “Euclid has been made possible by ESA’s leadership, the effort and expertise of hundreds of European industrial and scientific institutions, and through collaboration with international partners. The quest to answer fundamental questions about our cosmos is what makes us human. And, often, it is what drives the progress of science and the development of powerful, far-reaching, new technologies. ESA is committed to expanding Europe’s ambitions and successes in space for future generations.”

On July 1, 2023, at 11:12 a.m. EDT, ESA’s latest astrophysics mission, Euclid, lifted off on a Space X Falcon 9 from Cape Canaveral in Florida, USA. Euclid has now started its month-long journey to Sun-Earth Lagrange point L2, located 1.5 million kilometers from Earth, in the opposite direction from the Sun. Credit: ESA – S. Corvaja

“The Euclid mission is the result of the passion and expertise of those who contributed to designing and building this sophisticated space telescope, the competence of our flight operations team, and the inquiring spirit of the science community,” says Giuseppe Racca, ESA’s Euclid Project Manager. “There have been many challenges during the project, but we have worked hard and now we have successfully reached this launch milestone together with our partners in the Euclid Consortium and NASA.”

The Euclid Consortium contributed the two highly advanced scientific instruments – the visible-wavelength camera (VIS) and the Near-Infrared Spectrometer and Photometer (NISP). NASA provided the detectors for NISP.

ESA’s Euclid will examine visible and infrared light from distant galaxies using two scientific instruments on board. These instruments will measure the accurate position and shapes of galaxies in visible light, and their redshift (from which their distance can be derived) in the infrared light. With these data, scientists can construct a 3D map of the distributions of both the galaxies and the dark matter in the Universe. The map will show how large-scale structure evolved over time, tracing the role of dark energy.
The VISible instrument (VIS) takes very sharp images of galaxies over a much larger fraction of sky than would be possible from the ground. These observations will be used to measure the shapes of over a billion galaxies.
As the name suggests, VIS collects visible light. It is sensitive to wavelengths from green (550 nanometres) up to near infrared (900 nm). The instrument uses a mosaic of 36 CCDs (Charge Coupled Devices, a type of camera sensor), each of which contains more than 4000 pixels by 4000 pixels. This gives the detector a total of about 600 megapixels, equivalent to almost seventy 4K resolution screens.
Near-Infrared Spectrometer and Photometer (NISP) is dedicated to making spectroscopic measurements of galaxies, which involves determining how much light they emit per wavelength. This is useful for measuring the galaxies’ redshift, which cosmologists can use to estimate the distance to each galaxy. NISP has the largest field of view for an infrared instrument ever flown in space. The instrument measures near-infrared light (900–2000 nm) using a grid of 16 detectors, each containing more than 2000 by 2000 pixels.
Credit: ESA

Exploring the dark Universe

Euclid will observe billions of galaxies out to 10 billion light-years to create the largest, most accurate 3D map of the Universe, with the third dimension representing time itself. This detailed chart of the shape, position, and movement of galaxies will reveal how matter is distributed across immense distances and how the expansion of the Universe has evolved over cosmic history, enabling astronomers to infer the properties of dark energy and dark matter. This will help theorists to improve our understanding of the role of gravity and pin down the nature of these enigmatic entities.

“Today we celebrate the successful launch of a ground-breaking mission that places Europe at the forefront of cosmological studies,” says Carole Mundell, ESA’s Director of Science. “If we want to understand the Universe we live in, we need to uncover the nature of dark matter and dark energy and understand the role they played in shaping our cosmos. To address these fundamental questions, Euclid will deliver the most detailed map of the extra-galactic sky. This inestimable wealth of data will also enable the scientific community to investigate many other aspects of astronomy, for many years to come.”

Ziel der Euclid-Mission der ESA ist es, die Eigenschaften und Auswirkungen der Dunklen Materie und der schwer fassbaren Dunklen Energie aufzudecken, also Wesenheiten, von denen man annimmt, dass sie die Entstehung des Universums dominieren, die aber völlig unentdeckt bleiben. Euklid würde eine dreidimensionale Karte des Universums erstellen und dabei die Zeit als dritte Dimension nutzen, indem er Milliarden von Galaxien in einer Entfernung von bis zu 10 Milliarden Lichtjahren beobachtete. Diese umfassende Kartierung wird Wissenschaftlern dabei helfen, die Position und Geschwindigkeit von Galaxien über große Entfernungen und im Laufe der kosmischen Geschichte zu kartieren und Aufschluss über die Expansion des Universums im Laufe der Zeit zu geben. Bildnachweis: ESA

Um sein ehrgeiziges wissenschaftliches Ziel zu erreichen, ist Euclid mit einem 1,2-Meter-Spiegelteleskop ausgestattet, das zwei innovative wissenschaftliche Instrumente speist: VIS, das hochauflösende Bilder von Galaxien über einem großen Teil des Himmels aufnimmt, und NISP, das das Infrarot analysieren kann Strahlung von Galaxien. Licht nach Wellenlänge, um den Abstand zwischen ihnen genau zu bestimmen.

Raumfahrzeuge und Kommunikation werden vom ESOC kontrolliert. Um die riesigen Datenmengen zu bewältigen, die Euclid empfangen würde, wurde das Estrack-Netzwerk von Weltraumantennen der Europäischen Weltraumorganisation aufgerüstet. Diese Daten werden vom Euclid-Konsortium analysiert – einer Gruppe von mehr als 2.000 Wissenschaftlern aus mehr als 300 Instituten in Europa, den Vereinigten Staaten, Kanada und Japan.

Bei anderen ESA-Missionen gelangen die Daten von Raumfahrzeugen über Bodenstationen auf der ganzen Welt zum Europäischen Weltraumkontrollzentrum (ESOC) der Europäischen Weltraumorganisation in Deutschland.
Die Rohdaten werden an das European Space Astronomy Centre (ESAC) in Spanien gesendet. Von ESAC aus werden die Daten an die Verarbeitungszentren des Geowissenschaftssektors der Euclid Union in mehreren europäischen Ländern und den USA verteilt.
Das Euclid Consortium (EC) ist eine Organisation von mehr als 2.000 Forschern in der theoretischen Physik, Astrophysik und Astronomie, Ingenieuren, Technikern und Verwaltungsmitarbeitern. Es wurde von der Europäischen Weltraumorganisation als einziges offizielles Wissenschaftskonsortium ausgewählt, das für die wissenschaftlichen Instrumente, die Datenproduktion und die Leitung der wissenschaftlichen Nutzung der Mission bis zum Abschluss verantwortlich ist.
Das Segment EC Sciences Ground ist für das Design, die Entwicklungstests, die Integration und den Betrieb von Datenverarbeitungstools, Pipelines und Rechenzentren verantwortlich. Zu den verarbeiteten Datenprodukten gehören kalibrierte Bilder und Spektren, Kataloge wissenschaftlicher Messungen und Dokumentation.
In regelmäßigen Abständen wird der Schatz an verarbeiteten Euklid-Daten über die Astronomiearchive des ESAC öffentlich zugänglich gemacht. Von ESAC aus werden wissenschaftliche Operationen geplant, bei denen alle von der ESA-Mission produzierten wissenschaftlichen Daten archiviert und der Welt zugänglich gemacht werden.
Bildnachweis: ESA

Im Verlauf der Mission wird Euklids Datenschatz in jährlichen Abständen veröffentlicht und über das wissenschaftliche Archiv des Europäischen Zentrums für Weltraumastronomie der Europäischen Weltraumorganisation in Spanien der weltweiten wissenschaftlichen Gemeinschaft zugänglich gemacht.

„Dies ist ein großartiger Moment für die Wissenschaft, ein Moment, auf den wir uns schon lange gefreut haben: der Start von Euclid auf einer Mission zur Entschlüsselung dunkler Materie und dunkler Energie“, sagt René Lorig, Euclid-Projektwissenschaftler der ESA. „Das große Geheimnis der grundlegenden Bestandteile des Universums steht uns vor Augen und stellt eine enorme Herausforderung dar. Mit seinem fortschrittlichen Teleskop und seinen leistungsstarken wissenschaftlichen Instrumenten ist Euklid bereit, uns bei der Lösung dieses Rätsels zu helfen.“

Euclid der Europäischen Weltraumorganisation wird einen zweiten Lagrange-Punkt (L2) umkreisen, 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt, in der entgegengesetzten Richtung zur Sonne. L2 ist der Gleichgewichtspunkt des Sonne-Erde-Systems, das der Erde um die Sonne folgt.
In seiner Umlaufbahn bei L2 kann Euclids Sonnenblende jederzeit das Licht von Sonne, Erde und Mond blockieren, während er sein Teleskop auf den Weltraum ausrichtet, wodurch ein hohes Maß an Stabilität für seine Instrumente gewährleistet wird.
Auf L2 gesellen sich zu Euclid die Gaia-Mission der ESA und das James-Webb-Weltraumteleskop der ESA/NASA/CSA, die ebenfalls diesen Gleichgewichtspunkt umkreisen und jeweils gut getrennten Bahnen folgen.
Bildnachweis: ESA

Ausflug zum Lagrange Point 2

In den nächsten vier Wochen wird Euklid zum Lagrange-Punkt 2 von Sonne und Erde reisen, einem Gleichgewichtspunkt des Sonne-Erde-Systems, der 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt liegt (etwa das Vierfache der Entfernung zwischen Erde und Mond) im Gegenteil Richtung von der Sonne. Dort wird Euclid in die Umlaufbahn um diesen Punkt manövriert und die Missionskontrolleure werden mit Aktivitäten beginnen, um alle Funktionen des Raumfahrzeugs zu überprüfen, das Teleskop zu überprüfen und schließlich wissenschaftliche Instrumente zu bedienen.

Anschließend werden die Wissenschaftler und Ingenieure an einer intensiven zweimonatigen Phase teilnehmen, in der sie die wissenschaftlichen Instrumente von Euclid testen und kalibrieren und sich auf Routinebeobachtungen vorbereiten. Im Laufe von sechs Jahren wird Euclid ein beispielloses Drittel des Himmels untersuchen[{“ attribute=““>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

About Euclid

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.