Mise Proba-3 jako první na světě využívá dvojici satelitů létajících ve vysoce precizní formaci. Cílem je společně umožnit sledování nejsvrchnější a současně i nejteplejší části atmosféry Slunce známé pod názvem koróna. Zároveň mise představuje demonstraci nových technologii potřebných k létání ve formaci, které mohou být v budoucnu široce využívány v dalších generacích satelitů obíhajících naši planetu. Jsou totiž nutné k ještě přesnějším měřením, které jeden samostatný satelit není schopen vykonat.

Proba-3 představuje tedy kromě výzkumné mise zabývající se výzkumem Slunce i demonstrační misi, při níž se bude sledovat schopnost precizního polohování dvou satelitů. První z dvojice satelitů vybudovaných pro tuto misi je okulter (OSC – Occulter Spacecraft), který bude ve formaci létat mezi Sluncem a druhým satelitem s koronografem (CSC – Coronagraph Spacecraft). Tímto způsobem bude za pomoci stínícího disku s průměrem 1,4 m vytvářet umělé zatmění potřebné pro výzkum koróny. Slunce je totiž oproti této okolní vrstvě miliónkrát zářivější. Dosud ji bylo možné zkoumat pouze pomocí solárního koronografu s vestavěným stínícím diskem nebo během zatmění Slunce, kdy Měsíc hrál roli stínícího tělesa. Efektivita předchozích koronografů je však limitována fenoménem difrakce světla, kdy se světelné paprsky ohýbají okolo interního disku a tím snižují efekt potřebného zastínění a kvalitu pořízených snímků. Tomuto problému lze zabránit využitím externího disku, jaký je přítomen na jednom ze satelitů mise Proba-3. Obtížnost detailního pozorování koróny je důvodem, proč je tato vrstva stále nedostatečně prozkoumána. Mise Proba-3 má být krokem vpřed v této snaze.

Samotný koronografový přístroj mise se nazývá ASPIICS (Association of Spacecraft for Polarimetry and Imaging Investigation of the Corona of the Sun). Zahrnuje oba satelity mise Proba-3, jelikož hlavní součást OSC představuje pouze externí disk potřebný na zastínění optického zařízení na palubě CSC. Spolu tedy formují jeden velký externě zastíněný koronograf a virtuální satelit. Studovaná bude díky němu například i dodnes nezodpovězená otázka, proč je koróna tak výrazně žhavější než samotné Slunce. Odpovědi vědci doufají získat díky pozorování procesů blízko povrchu Slunce, které dosud nebyly možné v takovém detailu. Dalším pozorovaným jevem budou výrony koronální hmoty schopné napáchat škody na Zemi či na ISS. Pokud totiž proniknou vyvržené částice přes magnetické pole Země, mohou způsobit výpadky elektrického proudu nebo komunikační poruchy s družicemi na oběžné dráze.

Satelit CSC disponuje hmotností 340 kg o objemu 1100 x 1800 x 1700 mm³, zatímco menší OSC váží 200 kg a dosahuje objem 900 x 1400 x 900 mm³. V rámci mise Proba-3 budou na oběžnou dráhu Země vypuštěny obě družice společně, následně se oddělí a po zbytek svého provozu se budou pohybovat po vysoké eliptické dráze (HEO) pod sklonem přibližně 59 °. Jejich start z raketové rampy ELV Guyanská kosmického centra je naplánován na rok 2023. V apogeu (nejvzdálenějším bodě dráhy od Země) se budou nacházet v nadmořské výšce 60 530 km, zatímco v perigeu (nejbližším bodě dráhy k Zemi) bude jejich výška představovat 600 km nad mořem. Na dokončení jednoho celého orbitu kolem Země budou potřebovat 19,7 hodiny. Z důvodu příliš vysoké spotřeby a ceny paliva však družice se nebudou pohybovat ve formaci během celého orbitu, jen během 6 hodin v okolí apogea. V tomto časovém úseku budou mezi sebou udržovat průměrnou vzdálenost 144 m s přesností na milimetry. Zbytek dráhy se budou pohybovat volně bez provádění složitých manévrů. Zařazení se do formace bude zajištěno autonomně, tento proces tedy nebude vyžadovat vedení z pozemních zařízení. Během provozu mise budou testovány také senzory a algoritmy na setkání (rendezvous) kosmických objektů na eliptické oběžné dráze. Tato technologie má v budoucnu potenciál být využita například při Mars Sample-return mission (robotická mise na planetu Mars, která by dopravila zpět na Zemi vzorky tamních hornin).

Mise Proba jsou sérií misí Evropské kosmické agentury (ESA), které využívají malé družice nejen na sběr nových vědeckých poznatků na základě měření přístrojů přítomných na palubě, ale i na otestování a demonstraci nových vesmírných technologií. Samotné komponenty mise Proba-3 jsou vyvíjeny a budovány konsorciem několika firem (Sener, QinetiQ, …), na konstrukci přístroje ASPIICS se podílejí i české vědecké a průmyslové organizace.

Zdroje:

ESA, https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Engineering_Technology/Proba_Missions/About_Proba-3

https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Engineering_Technology/Proba_Missions/Proba-3_Mission3 KOSMONAUTIX.CZ, https://kosmonautix.cz/2020/02/esa-bude-studovat-slunce-i-nadale/