Cosmic Vision

Cosmic Vision — третья программа фундаментальных космических исследований Европейского космического агентства (ЕКА) на 2015—2025 гг.

История программ

Первой программой была Horizon 2000.

В начале 2005 года зонд Гюйгенс Европейского космического агентства совершил спуск сквозь атмосферу одного из спутников Сатурна — Титана и приземлился на поверхность наиболее удаленного от Земли тела из когда-либо посещавшихся научными зондами. Во время спуска и спустя несколько часов после приземления Гюйгенс передал на Землю большое количество научной информации через орбитальный модуль Кассини, разработанный НАСА.

С момента замысла и до непосредственного выполнения миссии прошло более 20 лет, начиная с предложения в 1982 году, потом утверждения проекта в 1988 г, запуска в 1997 и прибытия на Титан в 2005. Успех этой миссии был во многом обеспечен благодаря длительным подготовительным мероприятиям и не был бы возможным без долгосрочного плана развития космической науки.

Учёные, инженеры, национальные финансовые институты, космическая промышленность и международные партнеры опираются на существующий долгосрочный план ЕКА для уверенности в успехе проекта, длительностью в два десятилетия. Миссия Гюйгенс не является исключением в длительности разработки космических миссий, которые обычно длятся десятилетия прежде чем предоставить научные данные. План Horizon 2000, который включал миссию Кассини-Гюйгенс был подготовлен в 1984 году. План Horizon 2000 Plus был составлен в 1994—1995 годах. Cosmic Vision — это логическое продолжение цикла планирования ЕКА на следующее десятилетие.

Научные цели

В 2004 г ЕКА объявило о старте новой стратегии космических исследований на 2015—2025 годы — Cosmic Vision. Стратегия подразумевает разработку космических аппаратов для изучения следующих областей:

• Формирование планет и зарождение жизни. Эта тема рассматривает возникновение жизни не только на Земле, но и на других планетах вне Солнечной системы. Что в свою очередь требует изучения процесса формирования планет, а также обнаружения признаков жизни (биомаркеров).
• Устройство Солнечной системы. Изучение данной темы будет попыткой понять устройство нашей Солнечной системы, начиная с самого Солнца и заканчивая границами его воздействия. Помимо этого будут определены механизмы формирования газовых гигантов и их спутников, а также роль астероидов и малых тел в формировании планет.
• Фундаментальные законы Вселенной. В настоящий момент законы физики не применимы к экстремальным условиям состояния вещества. Также к текущему времени не до конца понятны процессы, происходившие в первые секунды после Большого взрыва. Данная тема призвана помочь в изучении состояния вещества при экстремальных температурах и энергиях, а также в обнаружении гравитационных волн.
• Происхождение и состав Вселенной. Происхождение и раннее развитие Вселенной всё ещё недостаточно изучено. Лишь около 5 % массы Вселенной составляет обычная материя. Остальные 95 % составляют неизвестные тёмная энергия и тёмная материя. Прояснить эти вопросы и призвана миссия данной темы.

Проекты помимо научной цели также разделяются по стоимости на две группы: L-класса и M-класса. Под проект L-класса выделяется около 650 млн евро, под проект М-класса — 300 млн евро. Планируется запустить три проекта М-класса (М1, М2 и М3) в 2017, 2019 и 2022 годах и один проект L-класса (L1)в 2020 году.

Описание

Этапы программы и их продолжительность представлены в таблице:

2007	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016	2017	2018	2019	2020
Выбор	Оценка		Определение			Внедрение						Работа

Учёным сообществом было прислано более 50 идей относительно будущих миссий, из которых 17-18 октября 2007 г в Париже были отобраны для дальнейшего изучения следующие:

Миссия L-класса

Кандидаты L-класса:

• LAPLACE/EJSM — исследование системы Юпитера. На основании проведенных ранее исследований считается, что один из спутников Юпитера — Европа имеет океан под поверхностным слоем льда. Данная миссия должна дать ответ на вопрос о наличии жизни в океане под слоем льда, а также собрать исчерпывающую информацию о Юпитере и его спутниках. Если миссия будет выбрана для реализации, то она будет осуществляться в сотрудничестве с НАСА и JAXA.
• TandEM/TSSM — исследование системы Сатурна. Данная миссия предполагает изучение двух спутников Сатурна: Титана и Энцелада. Опираясь на данные, полученные миссией Кассини, TandEM будет изучать происхождение, состав, развитие, а также астробиологический потенциал Титана и Энцелада. Миссия будет включать две составляющие: космический аппарат, находящейся на орбите и спускаемые зонды. Если миссия будет выбрана для реализации, то она будет осуществляться в сотрудничестве с НАСА.
• XEUS — рентгеновский телескоп следующего поколения для изучения фундаментальных законов Вселенной, а также её происхождения. XEUS будет отслеживать орбиты, близкие к горизонту событий чёрных дыр, использовать спектроскопию для описания истечения вещества из галактических ядер во время их пиковой активности, искать сверхмассивные чёрные дыры, картографировать массивные движения и турбулентность в скоплениях галактик и наблюдать процесс обратной связи, при которой чёрные дыры выделяют энергию в галактических и межгалактических масштабах.

Многие международные партнеры высказали заинтересованность в совместной разработке рентгеновского телескопа и в 2008 году ЕКА совместно с НАСА и JAXA создали координационную группу для создания совместного рентгеновского телескопа International X-ray Observatory (IXO).

В феврале 2009 года на совместном заседании НАСА и ЕКА было принято решение о поддержке проекта LAPLACE, однако научные цели миссии TSSM также заслуживают внимания, поэтому обе миссии будут в дальнейшем прорабатываться несмотря на то, что LAPLACE имеет приоритет.

Также в программу был добавлен проект LISA для поиска гравитационных волн.

На 21 декабря 2010 года кандидатами на L1-миссию являются три проекта:

• LISA,
• XEUS/IXO
• LAPLACE/EJSM

В связи с выпуском US National Research Council в феврале 2011 года обзора на следующее десятилетие, в котором миссии L1 не являются приоритетными, ESA отложило выбор окончательной миссии до февраля 2012 года.

В мае 2012 года Европейское космическое агентство выбрало в качестве миссии L-класса JUICE (англ. Jupiter Icy moons Explorer). Запуск будет осуществлён в 2022 году с прибытием в систему Юпитера в 2030 г.

Миссия M-класса

Первоначальные кандидаты М1 и М2:

• Cross-scale — миссия для детального изучения околоземного пространства. Проект предусматривает строительство 12 исследовательских станций, осуществляющих измерение плазмы (ионизированного газа), окружающую Землю. Предполагалось осуществление миссии в сотрудничестве с JAXA.
• Marco Polo (англ.) — миссия по доставке образца грунта астероида на Землю. Цель миссии — изучение происхождения и эволюции Солнечной системы, роли малых тел в происхождении и развитии Земли и жизни на ней. Космический аппарат миссии будет включать спускаемый модуль, устройства сбора образцов грунта, а также средство доставки образцов на Землю. Предполагалось осуществление миссии в сотрудничестве с JAXA.
• Euclid (объединение двух миссий Dune и SPACE) — исследование тёмной энергии и тёмной материи.
• PLATO — миссия по поиску экзоппланет, используя транзитный метод. PLATO будет способен обнаружить твердые экзопланеты и иметь чувствительность, лучше чем у его предшественников.
• SPICA — инфракрасный телескоп следующего поколения, работающий в среднем и длинном инфракрасном диапазоне. Основными целями являются: изучение формирования планет, особенностей Солнечной системы и происхождения Вселенной.

В феврале 2010 года был сделан промежуточный выбор в миссии М-класса в пользу Euclid, Solar Orbiter и PLATO.

Примечание: В ноябре 2008 года проект Solar Orbiter был добавлен в программу Cosmic Vision как кандидат в миссию M-класса.

4 октября 2011 года Европейское космическое агентство сделало выбор среди миссий М1 и М2 в пользу Solar Orbiter (запуск в 2017 г) и Euclid (запуск в 2019 г).

В июле 2010 года ЕКА объявило о приёме предложений для третьей миссии М-класса — М3, а 25 февраля 2011 года объявило о выборе 4 кандидатов:

• EChO (Exoplanet Characterisation Observatory) — изучение атмосферы экзопланет;
• LOFT (Large Observatory For X-ray Timing) — изучение нейтронных звёзд и чёрных дыр путём измерения изменений их рентгеновского излучения;
• MarcoPolo-R — миссия по возвращению образца грунта с ближайших к Земле астероидов;
• STE-QUEST (Space-Time Explorer and Quantum Equivalence Principle Space Test) — проверка с высокой точностью теории относительности Эйнштейна и поиск новых фундаментальных составляющих и взаимодействий во Вселенной.

Миссия S-класса

Миссия S-класса подразумевает реализацию проекта не превышающего 50 млн евро. Запрос предложений был объявлен в марте 2012 г. и в итоге поступило около 70 предложений. Запуск миссии планируется в 2017 году. 19 октября 2012 победителем был объявлен проект орбитального телескопа «Хеопс» (Cheops — CHaracterising ExOPlanets Satellite) предназначеного для поиска и изучения экзопланет. Миссия была выбрана из 26 оставшихся проектов.

Запуск

Планируемая дата запуска спутников М-класса — 2017, 2019 и 2022 годы, L-класса — 2020 год.

См. также

• Европейское космическое агентство

Отрывок, характеризующий Cosmic Vision

«Mon pere ne m'a pas parle du pretendant, mais il m'a dit seulement qu'il a recu une lettre et attendait une visite du prince Basile. Pour ce qui est du projet de Marieiage qui me regarde, je vous dirai, chere et excellente amie, que le Marieiage, selon moi,est une institution divine a laquelle il faut se conformer. Quelque penible que cela soit pour moi, si le Tout Puissant m'impose jamais les devoirs d'epouse et de mere, je tacherai de les remplir aussi fidelement que je le pourrai, sans m'inquieter de l'examen de mes sentiments a l'egard de celui qu'il me donnera pour epoux. J'ai recu une lettre de mon frere, qui m'annonce son arrivee a Лысые Горы avec sa femme. Ce sera une joie de courte duree, puisqu'il nous quitte pour prendre part a cette malheureuse guerre, a laquelle nous sommes entraines Dieu sait, comment et pourquoi. Non seulement chez vous au centre des affaires et du monde on ne parle que de guerre, mais ici, au milieu de ces travaux champetres et de ce calme de la nature, que les citadins se representent ordinairement a la campagne, les bruits de la guerre se font entendre et sentir peniblement. Mon pere ne parle que Marieche et contreMarieche, choses auxquelles je ne comprends rien; et avant hier en faisant ma promenade habituelle dans la rue du village, je fus temoin d'une scene dechirante… C'etait un convoi des recrues enroles chez nous et expedies pour l'armee… Il fallait voir l'etat dans lequel se trouvant les meres, les femmes, les enfants des hommes qui partaient et entendre les sanglots des uns et des autres!
On dirait que l'humanite a oublie les lois de son divin Sauveur, Qui prechait l'amour et le pardon des offenses, et qu'elle fait consister son plus grand merite dans l'art de s'entretuer.
«Adieu, chere et bonne amie, que notre divin Sauveur et Sa tres Sainte Mere vous aient en Leur sainte et puissante garde. Marieie».
[Милый и бесценный друг. Ваше письмо от 13 го доставило мне большую радость. Вы всё еще меня любите, моя поэтическая Юлия. Разлука, о которой вы говорите так много дурного, видно, не имела на вас своего обычного влияния. Вы жалуетесь на разлуку, что же я должна была бы сказать, если бы смела, – я, лишенная всех тех, кто мне дорог? Ах, ежели бы не было у нас религии для утешения, жизнь была бы очень печальна. Почему приписываете вы мне строгий взгляд, когда говорите о вашей склонности к молодому человеку? В этом отношении я строга только к себе. Я понимаю эти чувства у других, и если не могу одобрять их, никогда не испытавши, то и не осуждаю их. Мне кажется только, что христианская любовь, любовь к ближнему, любовь к врагам, достойнее, слаще и лучше, чем те чувства, которые могут внушить прекрасные глаза молодого человека молодой девушке, поэтической и любящей, как вы.
Известие о смерти графа Безухова дошло до нас прежде вашего письма, и мой отец был очень тронут им. Он говорит, что это был предпоследний представитель великого века, и что теперь черед за ним, но что он сделает все, зависящее от него, чтобы черед этот пришел как можно позже. Избави нас Боже от этого несчастия.
Я не могу разделять вашего мнения о Пьере, которого знала еще ребенком. Мне казалось, что у него было всегда прекрасное сердце, а это то качество, которое я более всего ценю в людях. Что касается до его наследства и до роли, которую играл в этом князь Василий, то это очень печально для обоих. Ах, милый друг, слова нашего Божественного Спасителя, что легче верблюду пройти в иглиное ухо, чем богатому войти в царствие Божие, – эти слова страшно справедливы. Я жалею князя Василия и еще более Пьера. Такому молодому быть отягощенным таким огромным состоянием, – через сколько искушений надо будет пройти ему! Если б у меня спросили, чего я желаю более всего на свете, – я желаю быть беднее самого бедного из нищих. Благодарю вас тысячу раз, милый друг, за книгу, которую вы мне посылаете и которая делает столько шуму у вас. Впрочем, так как вы мне говорите, что в ней между многими хорошими вещами есть такие, которых не может постигнуть слабый ум человеческий, то мне кажется излишним заниматься непонятным чтением, которое по этому самому не могло бы принести никакой пользы. Я никогда не могла понять страсть, которую имеют некоторые особы, путать себе мысли, пристращаясь к мистическим книгам, которые возбуждают только сомнения в их умах, раздражают их воображение и дают им характер преувеличения, совершенно противный простоте христианской.
Будем читать лучше Апостолов и Евангелие. Не будем пытаться проникнуть то, что в этих книгах есть таинственного, ибо как можем мы, жалкие грешники, познать страшные и священные тайны Провидения до тех пор, пока носим на себе ту плотскую оболочку, которая воздвигает между нами и Вечным непроницаемую завесу? Ограничимся лучше изучением великих правил, которые наш Божественный Спаситель оставил нам для нашего руководства здесь, на земле; будем стараться следовать им и постараемся убедиться в том, что чем меньше мы будем давать разгула нашему уму, тем мы будем приятнее Богу, Который отвергает всякое знание, исходящее не от Него, и что чем меньше мы углубляемся в то, что Ему угодно было скрыть от нас, тем скорее даст Он нам это открытие Своим божественным разумом.
Отец мне ничего не говорил о женихе, но сказал только, что получил письмо и ждет посещения князя Василия; что касается до плана супружества относительно меня, я вам скажу, милый и бесценный друг, что брак, по моему, есть божественное установление, которому нужно подчиняться. Как бы то ни было тяжело для меня, но если Всемогущему угодно будет наложить на меня обязанности супруги и матери, я буду стараться исполнять их так верно, как могу, не заботясь об изучении своих чувств в отношении того, кого Он мне даст супругом.
Я получила письмо от брата, который мне объявляет о своем приезде с женой в Лысые Горы. Радость эта будет непродолжительна, так как он оставляет нас для того, чтобы принять участие в этой войне, в которую мы втянуты Бог знает как и зачем. Не только у вас, в центре дел и света, но и здесь, среди этих полевых работ и этой тишины, какую горожане обыкновенно представляют себе в деревне, отголоски войны слышны и дают себя тяжело чувствовать. Отец мой только и говорит, что о походах и переходах, в чем я ничего не понимаю, и третьего дня, делая мою обычную прогулку по улице деревни, я видела раздирающую душу сцену.
Это была партия рекрут, набранных у нас и посылаемых в армию. Надо было видеть состояние, в котором находились матери, жены и дети тех, которые уходили, и слышать рыдания тех и других. Подумаешь, что человечество забыло законы своего Божественного Спасителя, учившего нас любви и прощению обид, и что оно полагает главное достоинство свое в искусстве убивать друг друга.
Прощайте, милый и добрый друг. Да сохранит вас наш Божественный Спаситель и его Пресвятая Матерь под Своим святым и могущественным покровом. Мария.]
– Ah, vous expediez le courier, princesse, moi j'ai deja expedie le mien. J'ai ecris а ma pauvre mere, [А, вы отправляете письмо, я уж отправила свое. Я писала моей бедной матери,] – заговорила быстро приятным, сочным голоском улыбающаяся m lle Bourienne, картавя на р и внося с собой в сосредоточенную, грустную и пасмурную атмосферу княжны Марьи совсем другой, легкомысленно веселый и самодовольный мир.
– Princesse, il faut que je vous previenne, – прибавила она, понижая голос, – le prince a eu une altercation, – altercation, – сказала она, особенно грассируя и с удовольствием слушая себя, – une altercation avec Michel Ivanoff. Il est de tres mauvaise humeur, tres morose. Soyez prevenue, vous savez… [Надо предупредить вас, княжна, что князь разбранился с Михайлом Иванычем. Он очень не в духе, такой угрюмый. Предупреждаю вас, знаете…]
– Ah l chere amie, – отвечала княжна Марья, – je vous ai prie de ne jamais me prevenir de l'humeur dans laquelle se trouve mon pere. Je ne me permets pas de le juger, et je ne voudrais pas que les autres le fassent. [Ах, милый друг мой! Я просила вас никогда не говорить мне, в каком расположении духа батюшка. Я не позволю себе судить его и не желала бы, чтоб и другие судили.]
Княжна взглянула на часы и, заметив, что она уже пять минут пропустила то время, которое должна была употреблять для игры на клавикордах, с испуганным видом пошла в диванную. Между 12 и 2 часами, сообразно с заведенным порядком дня, князь отдыхал, а княжна играла на клавикордах.


Седой камердинер сидел, дремля и прислушиваясь к храпению князя в огромном кабинете. Из дальней стороны дома, из за затворенных дверей, слышались по двадцати раз повторяемые трудные пассажи Дюссековой сонаты.
В это время подъехала к крыльцу карета и бричка, и из кареты вышел князь Андрей, высадил свою маленькую жену и пропустил ее вперед. Седой Тихон, в парике, высунувшись из двери официантской, шопотом доложил, что князь почивают, и торопливо затворил дверь. Тихон знал, что ни приезд сына и никакие необыкновенные события не должны были нарушать порядка дня. Князь Андрей, видимо, знал это так же хорошо, как и Тихон; он посмотрел на часы, как будто для того, чтобы поверить, не изменились ли привычки отца за то время, в которое он не видал его, и, убедившись, что они не изменились, обратился к жене:
– Через двадцать минут он встанет. Пройдем к княжне Марье, – сказал он.
Маленькая княгиня потолстела за это время, но глаза и короткая губка с усиками и улыбкой поднимались так же весело и мило, когда она заговорила.
– Mais c'est un palais, – сказала она мужу, оглядываясь кругом, с тем выражением, с каким говорят похвалы хозяину бала. – Allons, vite, vite!… [Да это дворец! – Пойдем скорее, скорее!…] – Она, оглядываясь, улыбалась и Тихону, и мужу, и официанту, провожавшему их.
– C'est Marieie qui s'exerce? Allons doucement, il faut la surprendre. [Это Мари упражняется? Тише, застанем ее врасплох.]
Князь Андрей шел за ней с учтивым и грустным выражением.
– Ты постарел, Тихон, – сказал он, проходя, старику, целовавшему его руку.
Перед комнатою, в которой слышны были клавикорды, из боковой двери выскочила хорошенькая белокурая француженка.
M lle Bourienne казалась обезумевшею от восторга.
– Ah! quel bonheur pour la princesse, – заговорила она. – Enfin! Il faut que je la previenne. [Ах, какая радость для княжны! Наконец! Надо ее предупредить.]