歐洲航天局（ESA）的歐幾里得號宇宙飛船將於2022年9月在法屬蓋亞那庫魯的蓋亞那航天中心發射升空，屆時它將肩負重任——遠不止其1.2米的望遠鏡和兩個先進的廣域成像儀器。
歐幾里得的資料將與另外兩個下一代設施——維拉·C·魯賓天文臺和美國宇航局的南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡——的互補測量相結合，在地球外約150萬公里的日心軌道上進行為期六年的任務，幫助宇宙學家瞭解關於宇宙的基本真理。也就是說，該宇宙飛船將試圖揭示暗能量的本質——這種神秘的力量正在推動宇宙加速膨脹——以及暗物質的本質——這種無形物質充當星系和其他宇宙結構的引力粘合劑。歐幾里得的研究還將構成對愛因斯坦廣義相對論在廣闊的星系際尺度上的又一次嚴格檢驗。新的突破性物理學的發現——甚至可能包括宇宙本身的命運——可能就在其中。
歐空局的宇宙飛船專案經理朱塞佩·拉卡說：“歐幾里得的主要目標包括測量星系團聚，並生成暗物質和暗能量演化的精確三維調查。“這將有助於研究人員確定宇宙加速膨脹的速度，並找出暗能量是否具有恆定值。”
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歐幾里得目前正在法國圖盧茲的空客工廠進行最後的整合階段，它將透過可見光和近紅外波長的觀測，以前所未有的精度測量超過20億個星系的形狀和數億個其他星系的距離。拉卡說：“就質量而言，影像將優於迄今為止拍攝的任何影像。”
歐幾里得的可見光波長儀器還將測量遙遠星系由於一種被稱為弱引力透鏡的現象而產生的視覺失真。有點類似於物體透過玻璃或水觀察時會顯得放大、縮小或拉伸的方式，當星系的光穿過圍繞恆星、星系、黑洞和暗物質團的扭曲時空區域時，我們對星系的觀察可能會失真。透過分析這種失真，研究人員可以計算出造成光線偏轉的中間物質（無論是可見的還是暗的）的質量，同時也可以限制暗能量的影響。
卡內基梅隆大學的物理學家瑞秋·曼德爾鮑姆說：“廣義相對論根據宇宙中存在的物質，說明了宇宙應該如何膨脹。它還說明了光線應該如何被物質分佈引力透鏡化。“利用歐幾里得和其他未來任務的測量結果，我們可以構建測試，看看從弱透鏡觀測中獲得的資料是否與廣義相對論一致。”
探測廣義相對論也是羅曼太空望遠鏡的目標之一。該望遠鏡計劃於2025年末發射，其廣域儀器將收集來自10億個星系的光線，測量超新星的距離等。（最值得注意的是，羅曼還將測試用於拍攝附近恆星周圍行星的新技術。）它對星系和超新星的測量將使研究人員能夠更好地估計宇宙的膨脹率，從而闡明暗能量的作用，並利用這些資訊進一步測試廣義相對論的有效性。
與歐幾里得類似，羅曼還將生成星系分佈的三維地圖。但它只在紅外區域執行。它的鏡面直徑為2.4米，是歐幾里得的兩倍，這使得羅曼能夠比歐洲同行更深入地觀察天空，從而更深入地觀察宇宙歷史。
這些共同的科學目標以及它們執行時間的可能重疊使得美國宇航局的下一代望遠鏡成為歐幾里得任務的補充。羅曼科學團隊的聯合主席、紐約市扁平研究所計算天體物理中心主任大衛·斯珀格爾說：“如果歐幾里得看到了有趣的東西，羅曼太空望遠鏡可以靈活地最佳化和修改其科學計劃，使其對該區域最為敏感。”
暗物質和暗能量研究的另一個關鍵角色是魯賓天文臺，該天文臺將在2022年末在智利安第斯山脈的一個偏遠山峰上開始全面執行後，進行為期十年的空間和時間遺產調查（LSST）。來自天文臺的資訊可能對幫助其空間同行的研究至關重要。
也是魯賓天文臺暗能量科學合作組織發言人的曼德爾鮑姆說：“歐幾里得的觀測將由地面望遠鏡的資料補充。“例如，魯賓天文臺將能夠提供星系的顏色測量，以瞭解它們有多遠。”
根據曼德爾鮑姆的說法，這兩個設施的互補功能也延伸到了它們的設計。“雖然歐幾里得主要會看向天空的某個地方，進行觀測，然後再看向別處，但（魯賓的）望遠鏡會在每幾個晚上回到天空中的同一個位置，以在其LSST調查期間監測隨時間變化的影響，”她說。
彙集和比較所有三個望遠鏡的觀測結果可能非常有用。斯珀格爾說：“一個強大的組合將是魯賓第一年的資料與覆蓋天空同一區域的歐幾里得資料。“同樣，在10年後，魯賓長達十年的光學資料集和羅曼的紅外測量的組合將特別強大。”
未來10年的集體測量也可能有助於解決物理學的一個謎團。分析關於星系甚至更大的宇宙結構如何生長的資料，可能使研究人員能夠對中微子的質量施加更嚴格的限制，中微子是不帶電且幾乎不與普通物質相互作用的基本粒子。每秒鐘都有數萬億個這些幽靈般的粒子穿過你的身體，幾乎沒有任何影響。但在星系際尺度上，它們龐大的數量會對宇宙結構過去和未來的演變產生重要影響。