ESA lanceert twee ruimtesondes voor metingen via kunstmatige zonsverduistering

ESA heeft twee ruimtesondes succesvol gelanceerd vanuit India. De beide sondes zijn met één raket gelanceerd. De zogenaamde Proba-3-missie heeft als doel om een kleine zonsverduistering te creëren, waarna er metingen verricht kunnen worden aan de lichtkrans rond de zon.

De raket met de ruimtesondes werd om 11.34 uur Nederlandse tijd gelanceerd vanaf het Satish Dhawan Space Centre in India. Eenmaal in de ruimte worden de twee sondes losgehaald van elkaar, waarna ze perfect synchroon op exact 150 meter van elkaar af gaan vliegen.

De sondes zijn gemaakt om metingen te kunnen doen aan de zogenaamde corona van de zon. Dit is de krans van licht rond de zon, die alleen zichtbaar is als het felle licht van de zon zelf wordt afgeschermd. Volledige zonsverduisteringen komen echter niet heel vaak door en duren slechts een paar minuten. De Proba 3-missie lost dat op door een van de sondes het zonlicht te laten blokkeren voor de andere, waarmee in feite een zonsverduistering veroorzaakt wordt. De andere sonde kan vervolgens metingen doen aan de corona.

Aan het project doen veertien landen mee die lid zijn van de European Space Agency, waaronder België, Portugal en Spanje. De lancering werd in India gedaan omdat de Indiase viertrapsraket het gewicht mee kan nemen tegen een gunstige prijs. De missie duurt in totaal twee jaar. De eerste resultaten worden over vier maanden verwacht.

Reacties (26)

[Opifex]

Klopt! Deze satelliet is, ondanks dat de prime contractor een Spaans bedrijf was, door en door Belgisch!

• De satellieten werden in elkaar gezet en getest bij Redwire Space in Kruibeke (het voormalige QinetiQ Space, of voor de nog oudere generatie: het voormalige Verhaert Space),
• De leiding voor de wetenschappelijke instrumenten lag bij Centre Spacial de Liège (in Luik dus),
• o.a. de "camera-doos" werdt gemaakt door OIP in Oudenaarde,
• Het wetenschappelijk onderzoek zelf wordt geleid door het Koninklijk Observatorium van België,
• Het hele project wordt financiëel gespekt door BELSPO,
• Het toestel dat de deeltjes opvangt en onderzoekt (3DEES) werd gezamenlijk ontwikkeld door Het Koninklijk instituut voor Ruimte Aeronomie in samenwerking met Redwire Space,
• Spacebel voorziet de simulatiesoftware,
• Het controle centrum dat de satelliet zal tracken bevindt zich in Redu,
• En van wat ik opmaak uit sommige ESA bronnen heeft Antwerp Space ook een rol gespeeld. Zij zouden bijgedragen hebben aan de ground-equipment. Het is me alleen niet helemaal duidelijk hoe groot deze rol is. Toen ik bij hen werkte heb ik werkelijk nooit iemand Proba weten vermelden in de context van een project waar aan gewerkt werd. Terwijl hier bij Redwire kan je geen 10 minuten rondlopen zonder iemand "Proba" te horen zeggen...

Kortom, de Belgische vlag staat bij wijze van spreken in graffiti over heel dit toestel gespoten

Dat is bovendien nog niet zo onlogisch: de Proba 1, 2 en V waren ook van Belgische makelij. Ook weer ontwikkeld op de site van het huidige Redwire Space!
Bijkomend weetje: de Proba 1 was (net zoals de Proba 3) bedoeld als technology demonstrator. Toen deze in 2001 gelanceerd werd was het de bedoeling dat deze maar voor één jaar functioneel zou blijven. In werkelijkheid werkt hij tot op de dag van vandaag nog prima. Hij kan ook niet gedeorbit worden, want dat soort veiligheidsmechanismen waren in die tijd nog niet verplicht. Als je in de buurt van België woont kan je zelfs met een eenvoudige DVB-T antenne van een 5-tal euro's de foto's zelf op je computer ontvangen die hij elke dag maakt! (Je kan op het Tweakers forum een thread vinden die uitlegt hoe je dit doet)

[Reactie gewijzigd door Opifex op 6 december 2024 10:56]

[Avenger 2.0]

Misschien ook wel leuk om te vermelden dat ze op millimeter niveau synchroon moeten vliegen. De reden voor India is vooral de kostprijs (tussen $18 en $28 miljoen).

[thomskipsp]

Ook leuk om te vermelden is dat de metingen en dus ook het synchroonvliegen alleen gebeurd op de apogee (hoogtepunt van de orbit). De metingen zullen 6 uur per stuk duren.

[Opifex]

Klopt!

Dat is zelfs het primaire doel van deze missie. Het onderzoeken van de zon is leuk, maar in werkelijkheid is dat eerder een bot dat we naar de wetenschappers gooien om ze blij te houden. Alsook een bijkomend doel dat we kunnen gebruiken om de missie uit te leggen en te rechtvaardigen bij het grote volk.

In werkelijkheid is het hoofddoel van Proba 3 een technology demonstrator zijn voor het formatievliegen. Elke cyclus wordt de formatie verbroken, worden de foto's getransfereerd naar de aarde. Daarna vormen ze opnieuw hun formatie waarbij ze op 144m afstand op 1mm nauwkeurig (op alle vrijheidsgraden) nauwkeurig hun positie innemen en weer foto's zullen nemen). Formatievliegen in de ruimte is niet nieuw. Er zijn al verscheidene missies geweest of nog gaande waarbij twee of meer sondes op gelijke afstand van elkaar trachten te blijven. Echter, op 1mm nauwkeurig is nieuw. Ook het voortdurend verbreken en opnieuw vormen van de formatie is nieuw. Het is een werkelijk huzarenstukje!


Voor de skeptici die zeggen "Onzin! De zon bestuderen was wél het hoofddoel!", stel jezelf even de vraag... waarom laten we het toestel dan orbitten rond de aarde, en zetten we het niet op een Lagrange punt, waar we 24/7 de zon zouden kunnen zien?


EDIT: Om even te reageren op de opmerking dat India gekozen werd omwille van de prijs: De kost zal hoogstwaarschijnlijk wel een factor geweest zijn, maar wat vooral relevant is, is dat de satellieten in een sterk elliptische baan moesten komen. Naast India is het enige land dat dat kan aanbieden.... Rusland. Om voor de hand liggende redenen werd Rusland niet gekozen als partner.

[Reactie gewijzigd door Opifex op 6 december 2024 16:31]

[CivLord]

Voor de skeptici die zeggen "Onzin! De zon bestuderen was wél het hoofddoel!", stel jezelf even de vraag... waarom laten we het toestel dan orbitten rond de aarde, en zetten we het niet op een Lagrange punt, waar we 24/7 de zon zouden kunnen zien?

Ik ben geen scepticus (ik ben het met je eens dat het voornamelijk een technologi demonstrator is waarvoor ook een nuttig wetenschappelijk doel is gevonden), maar een baan om de Aarde bereiken is vele malen makkelijker dan een Lagrange punt bereiken. Voor een missie naar een Lagrange punt heb je een krachtigere (en dus duurdere) raket nodig en je sonde moet groter en ingewikkelder (en dus duurder) zijn om naar het Lagrange punt te vliegen en zichzelf daar te stationeren.

EDIT: Om even te reageren op de opmerking dat India gekozen werd omwille van de prijs: De kost zal hoogstwaarschijnlijk wel een factor geweest zijn, maar wat vooral relevant is, is dat de satellieten in een sterk elliptische baan moesten komen. Naast India is het enige land dat dat kan aanbieden.... Rusland. Om voor de hand liggende redenen werd Rusland niet gekozen als partner.

Ik zou geen enkele reden weten waarom een elliptische baan niet vanuit elke willekeurige lanceerplaats bereikt kan worden. Geostationaire banen zijn lastig te bereiken (lastig als in zonder veel extra brandstofverbruik) vanaf andere plaatsen dan dichtbij de evenaar, maar in principe maakt de lanceer locatie weinig uit voor de oriëntatie of de vorm van de omloopbaan.

[Opifex]

(...) maar een baan om de Aarde bereiken is vele malen makkelijker dan een Lagrange punt bereiken. Voor een missie naar een Lagrange punt heb je een krachtigere (en dus duurdere) raket nodig en je sonde moet groter en ingewikkelder (en dus duurder) zijn om naar het Lagrange punt te vliegen en zichzelf daar te stationeren.

Klopt. Maar het is niet ongewoon. Er staan vele observatie toestellen op Lagrangepunten. De James Webb Telescoop is de meest bekende denk ik? Als men dus echt veel waarde hecht aan het onderzoek van de zon dan hadden ze die kost ook gemaakt. Ik moet toegeven dat ik in euros/dollars ook niet zou kunnen zeggen hoeveel duurder een Lagrangepunt bereiken nu juist is t.o.v. een baan om de aarde.

Ik zou geen enkele reden weten waarom een elliptische baan niet vanuit elke willekeurige lanceerplaats bereikt kan worden. Geostationaire banen zijn lastig te bereiken (lastig als in zonder veel extra brandstofverbruik) vanaf andere plaatsen dan dichtbij de evenaar, maar in principe maakt de lanceer locatie weinig uit voor de oriëntatie of de vorm van de omloopbaan.

Ook hier moet ik weer toegeven dat raketten e.d. mijn specialisme niet zijn en ik er relatief weinig over weet. Het is echter wat ik had opgevangen van collega's die er meer van afweten dan ik. Het is ook wel niet "zomaar" een elliptische baan. Het is een heel sterk elliptische baan. Bovendien (maar hier ben ik niet helemaal zeker van) denk ik dat de baan ook heliosynchroon moet zijn. De Wikipedia-pagina van deze raket vermeldt ook dat enkel [India en Rusland dit kunnen.

[Wilibrord]

Wat meer info over deze missie op vrtnws: https://www.vrt.be/vrtnws...t-proba-3-naar-de-ruimte/
Volgens dat artikel zijn beide satellieten grotendeels in België gebouwd. Da's toch iets meer dan gewoon "meedoen" aldus het bericht op Tweakers. Mogen we best fier op zijn.
("Around 150m" is vertaald naar "exact 150m", volgens Vrt is het 144m. Details natuurlijk )

[Reactie gewijzigd door Wilibrord op 5 december 2024 15:28]

[Lucb1e]

Kunstmatige zonsverduistering? Heet dat niet gewoon een coronagraaf (of misschien bekender, iig ik lees vooral space news in het Engels: coronagraph), oftewel een schijfje dat je in het midden van je optics plaatst om te voorkomen dat je door de ster verblind wordt?

Wikipedia: Coronagraaf is niet iets nieuws. Wat is het voordeel van twee probes op 150 meter afstand die dan exact de juiste koers moeten houden?

[Opifex]

Klopt. De Proba 3 is dan ook niet één satelliet, maar een duo. De ene wordt de Occulter genoemd, de andere de Coronograaf.

Hoe dichter je occulter en coronograaf bij elkaar zitten, hoe meer diffractie je hebt. Aangezien de zon heel erg fel is ga je dus overexposure krijgen van je corona ten gevolge van de diffractie van het zonlicht zelf. Dat wil je uiteraard niet als het de corona zelf is dat je probeert te onderzoeken. Vandaar dat beide toestellen zo ver uit elkaar moeten vliegen.

[Reactie gewijzigd door Opifex op 6 december 2024 10:59]

[Lucb1e]

*zoekt op* Ah, voorbeeld zichtbaar in https://en.wikipedia.org/wiki/Diffraction#/media/File:Poissonspot_simulation_d4mm.jpg

Thanks, dit wist ik niet! Kan je reactie geen updoot geven maar imo is dit de +3-reactie van de thread omdat het (zover ik gevonden heb) de eerste is die beantwoordt wat de wetenschap achter deze opstelling is

[voxl_]

Dat is ook mijn vraag, naast "wat willen ze meten"? Dat had wel even kunnen worden toegevoegd, Eveline.

At the moment we can image the Sun in extreme ultraviolet to image the solar disc and the low corona, while using Earth- and space-based coronagraphs to monitor the high corona. That leaves a significant observing gap, from about three solar radii down to 1.1 solar radii, that Proba-3 will be able to fill. This will make it possible, for example, to follow the evolution of the colossal solar explosions called Coronal Mass Ejections as they rise from the solar surface and the outward acceleration of the solar wind.

Staat in het artikel.

[Reactie gewijzigd door voxl_ op 5 december 2024 16:36]

[Tinuszke]

Zou in eerste instantie denken dat een probe wel voor zichzelf een partiele zonsverduistering kan creeren m.b.v. een arm ofzo, maar aangezien ze het op deze manier doen, zal er wel een goede reden voor zijn.

[dixet]

Dat zou je denken. Op de site van ESA staat dat de afstand tussen de twee satellieten 150 meter wordt. Dat zou dus wel een heel lange en dus kwetsbare arm worden

link

[PalingDrone]

Een telescopische of uitklappende "arm" van 150m lengte met aan het einde een zonblokkerend object zal ongetwijfeld lastiger te lanceren en te positioneren ten opzichte van de zon zijn dan een 2e sonde die onafhankelijk aangestuurd kan worden en eventueel in de toekomst door een nieuwe meetsonde herbruikt kan worden.
Dan hoef je alleen maar een nieuwe meetsonde te lanceren die de plek van de vorige sonde inneemt ipv weer een compleet joekel met arm en al de ruimte in te sturen die een stuk kwetsbaarder zou zijn voor ruimtegruis of ander inslaand spul.
Hiermee hebben ze dus 150m veilige lege ruimte tussen beide sondes gemaakt.

[multikoe]

Om even aan te geven hoe complex dit is: de twee satellieten draaien allebei in andere baan om de aarde, dus elk met een eigen snelheid en "koers". Die twee objecten, met een verschillende koers en snelheid, moeten tot op de millimeter nauwkeurig op één lijn gehouden worden met de zon.

[Opifex]

Dit lijkt me niet helemaal correct. Hoezo draaien ze allebei in een andere baan om de aarde? Ze werden allebei met dezelfde raket gelanceerd en allebei in dezelfde sterk-elliptische baan gezet. Ze blijven dan ook met dezelfde snelheid nagenoeg parallel aan mekaar rond de aarde vliegen.

Uiteraard zullen ze door hun bewegingen lichtjes van elkaar wegdriften, maar dit wordt elke 25-uur cyclus opnieuw gecorrigeerd wanneer ze hun formatie weer aannemen.

[multikoe]

De afstand tussen de twee satellieten is 150 meter. Per definitie is dat niet dezelfde baan, tenzij ze achter elkaar aan vliegen. En dat kan niet want dan zou de lijn door de twee satellieten nooit lang op de zon gericht blijven. De verschillen zullen klein zijn, maar niet nul. En omdat de marges heel erg klein zijn zul je voor die verschillen moeten corrigeren.
Op de site van de missie blijkt dat uit:
"The cost in fuel would be too high to maintain formation throughout the orbit, so each orbit will be divided between six hours of formation flying manoeuvres at apogee and the rest of the orbit in passive safe drifting". Gedurende een waarneming zijn ze dus continue aan het corrigeren.

[Opifex]

Een satelliet in een baan zal gedurende meerdere omwentelingen nooit exact op dezelfde plaats passeren. Daar kunnen honderden of zelfs duizenden meters verschil opzitten. Wil dat dan zeggen dat ze plots in een andere baan zitten? Tuurlijk niet...

De 150 meter verschil is niet voldoende om te spreken van een andere orbit. Het is perfect mogelijk dat op omwenteling N de occulter op de plaats zit van de coronograph op omwenteling N-1. Dat wil dan nog niet zeggen dat ze allebei van baan zijn veranderd.

In het stukje dat je quote zegt men overigens nergens dat ze in verschillende orbits zitten. In tegendeel, men spreekt enkel van voortdurende correcties.

[multikoe]

Ik begrijp even niet zo goed waarom ik nu in een semantische discussie wordt getrokken over de definitie van "een andere" baan. Maar goed, boter bij de vis dan maar:

De 150 meter verschil is niet voldoende om te spreken van een andere orbit

Waar ligt het omslagpunt om te spreken van een "andere baan"?

Mijn punt was en blijft dat twee satellieten die zich op een afstand van150 meter van elkaar bevinden, zich altijd t.o.v. elkaar zullen bewegen tenzij ze zich in -exact- dezelfde baan bevinden. Hoe klein dat effect misschien ook is, we praten hier (volgens de informatie die ik heb) over een positie t.o.v. elkaar die met niet meer dan 1 mm mag afwijken. De satellieten kunnen zich niet in exact dezelfde baan bevinden vanwege de noodzaak om de twee satellieten op een lijn te brengen met de zon. Ik zag een schema voorbij komen waarbij één van de satellieten zich zelfs in een lagere baan bewoog dan de ander, om de twee uitgelijnd te krijgen met de zon.

Maar goed, even los van dit geneuzel op de vierkante millimeter, het is een ontzettend bijzondere prestatie om dit voor elkaar te krijgen.

[Opifex]

Ik begrijp even niet zo goed waarom ik nu in een semantische discussie wordt getrokken over de definitie van "een andere" baan.

Het was zeker ook mijn bedoeling niet om een semantische discussie te starten. Ik wou hoogstens opmerken dat hetgeen je zei, naar mijn gevoel, niet klopte. Ze volgen beide een zelfde traject, op een beperkte afstand van elkaar. Ze zitten dus beide op dezelfde "baan". Als dat niet zo was zouden ze, zelfs na correcties, blijven verder van mekaar afdriften. Heel snel zelfs.

Waar ligt het omslagpunt om te spreken van een "andere baan"?

Dat is uiteraard een moeilijke vraag. Je zou kunnen stellen dat een "baan" één van de voorgedefiniëerde "hoogtes" rondom een punt is. Zie hier. Maar die definitie is uiteraard te nauw. Het is perfect mogelijk om af te wijken van die gedefiniëerde en benoemde banen. Echter, wat wel een zekerheid is, is dat wanneer je in een andere baan zit, je omwentelingssnelheid zal veranderen alsook je aantrekking naar het zwaartepunt waarrond je wentelt. Aangezien beide Proba sondes aan dezelfde hoeksnelheid rond de aarde draaien zou ik stellen dat ze dezelfde baan volgen. Los van de correcties tegenover mekaar zullen de correcties die ze moeten uitvoeren om in de correcte baan te blijven gelijk zijn voor beide toestellen.

Mijn punt was en blijft dat twee satellieten die zich op een afstand van150 meter van elkaar bevinden, zich altijd t.o.v. elkaar zullen bewegen tenzij ze zich in -exact- dezelfde baan bevinden.

Hier kan ik je in volgen. Echter... in dit geval zullen de relatieve bewegingen ten gevolge van andere effecten duizenden (indien niet miljoenen) keren groter zijn dan het effect van de miniscule afstand van 150 meter.

Maar goed, even los van dit geneuzel op de vierkante millimeter, het is een ontzettend bijzondere prestatie om dit voor elkaar te krijgen.

Het is inderdaad een prachtverwezenlijking! "What a time to be a live!". Het is echter nog afwachten of het allemaal wel zal werken. Volgens wat ik hoor van mijn collega's zitten beide sondes op dit moment nog in elkaar "geklikt" en zullen ze dat ook nog enkele maanden blijven. Men test nu een hele reeks functionaliteiten uit (o.a. draaien en verplaatsen) waarvoor ze de extra moeilijkheden van een opgesplitste formatie kunnen missen als kiespijn. Het heeft bovendien ook geen zin om nu al brandstof te gaan verspillen aan het bij elkaar houden van de sondes als de wetenschappelijke metingen nog niet zullen gebeuren. Het is pas als al deze testen (die vanuit ESEC Redu uitgevoerd worden) voltooid zijn dat men de broertjes zal scheiden en ze allebei autonoom aan hun taak kunnen beginnen. Dat scheiden gebeurt (als ik het goed begrepen heb tenminste) door middel van zeer kleine explosieve ladingen.

[CivLord]

En baan om de Aarde is een cirkel of ellips rond de Aarde waarin een sonde continu dezelfde rondjes draait. Een sonde zal een specifiek punt in die baan met specifieke tussenpozen bereiken.

Twee sondes die in dezelfde baan zitten zullen letterlijk achter elkaar aan vliegen, waarbij de achterste sonde zich op een locatie op die baan bevindt waar de voortse zich enige tijd eerder bevond. Wanneer je de voorste sonde wilt gebruiken om een instrument op de achterste af te schermen, moet de bron die je afschermt dus direct in de lijn van de baan liggen. Tenzij je een zéér langgerekte baan hebt, zal het je niet lukken om de zon voor langere tijp op een dergelijke manier af te schermen, zeker niet voor zes uur.
Wat je wel kan doen is de twee sondes in parallele banen dicht bij elkaar te laten vliegen. Ze vliegen dan niet achter elkaar, maar naast elkaar. Dat wordt wat ingewikkeld, omdat de buitenste baan (vanaf de Aarde gezien) een langere omlooptijd heeft, wat zelfs bij een verschil van slechts 144 meter op den duur enorm oploopt, waardoor zelfs wanneer de banen 144 meter vanaf elkaar liggen, de sonde in de binnenste baan stteeds meer vooruit loopyt op de sonde in de buitenste baan.
Wat je dus moet doen is de twee sondes in twee verschilende banen brengen waarvan de omloopduur gelijk is, maar die op een bepaald punt 144 meter uit elkaar liggen. Dat kan door twee verschillende elliptische banen te nemen met dezelfde omloopduur waarvan de apogea 144 meter van elkaar verschillen. Op de epigea van de twee elliptische banen zal de sonde die op het apogeum aan de buitenkant vliegt (verder van de Aarde) juist aan de binnenkant vliegen.

De sonde met de meetinstrumneten kijkt dus niet vooruit, naar de sonde die de zon blokkert, maar opzij, terwijl het haaks op de kijkrichting vliegt.

[Goldorak_Go]

Ik vermoed dat je op aarde en/of in de ruimte verschillende resultaten zal hebben bij metingen allerlei .
Dus daarom gelanceerd naar “boven”.

[lymn]

Uiteraard ook weer NL technologie aan boord!
De zonne sensor chip van lens r&d word gebruikt op de satelliet om de positie van de zon te meten

[Fraggert]

Dat is een leuk weetje, thanks

[YGDRASSIL]

Als we de zon een paar procent verduisteren wordt het misschien ook wat minder warm op aarde, kan best handig zijn een mini-zonsverduistering

[Shape667]

Zou inderdaad een goed idee zijn. Geen idee hoe groot of hoe ver die satelliet zou moeten zijn.