欧洲航天局（ESA）的欧几里得号宇宙飞船将于2022年9月在法属圭亚那库鲁的圭亚那航天中心发射升空，届时它将肩负重任——远不止其1.2米的望远镜和两个先进的广域成像仪器。
欧几里得的数据将与另外两个下一代设施——维拉·C·鲁宾天文台和美国宇航局的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜——的互补测量相结合，在地球外约150万公里的日心轨道上进行为期六年的任务，帮助宇宙学家了解关于宇宙的基本真理。也就是说，该宇宙飞船将试图揭示暗能量的本质——这种神秘的力量正在推动宇宙加速膨胀——以及暗物质的本质——这种无形物质充当星系和其他宇宙结构的引力粘合剂。欧几里得的研究还将构成对爱因斯坦广义相对论在广阔的星系际尺度上的又一次严格检验。新的突破性物理学的发现——甚至可能包括宇宙本身的命运——可能就在其中。
欧空局的宇宙飞船项目经理朱塞佩·拉卡说：“欧几里得的主要目标包括测量星系团聚，并生成暗物质和暗能量演化的精确三维调查。“这将有助于研究人员确定宇宙加速膨胀的速度，并找出暗能量是否具有恒定值。”
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欧几里得目前正在法国图卢兹的空客工厂进行最后的集成阶段，它将通过可见光和近红外波长的观测，以前所未有的精度测量超过20亿个星系的形状和数亿个其他星系的距离。拉卡说：“就质量而言，图像将优于迄今为止拍摄的任何图像。”
欧几里得的可见光波长仪器还将测量遥远星系由于一种被称为弱引力透镜的现象而产生的视觉失真。有点类似于物体通过玻璃或水观察时会显得放大、缩小或拉伸的方式，当星系的光穿过围绕恒星、星系、黑洞和暗物质团的扭曲时空区域时，我们对星系的观察可能会失真。通过分析这种失真，研究人员可以计算出造成光线偏转的中间物质（无论是可见的还是暗的）的质量，同时也可以限制暗能量的影响。
卡内基梅隆大学的物理学家瑞秋·曼德尔鲍姆说：“广义相对论根据宇宙中存在的物质，说明了宇宙应该如何膨胀。它还说明了光线应该如何被物质分布引力透镜化。“利用欧几里得和其他未来任务的测量结果，我们可以构建测试，看看从弱透镜观测中获得的数据是否与广义相对论一致。”
探测广义相对论也是罗曼太空望远镜的目标之一。该望远镜计划于2025年末发射，其广域仪器将收集来自10亿个星系的光线，测量超新星的距离等。（最值得注意的是，罗曼还将测试用于拍摄附近恒星周围行星的新技术。）它对星系和超新星的测量将使研究人员能够更好地估计宇宙的膨胀率，从而阐明暗能量的作用，并利用这些信息进一步测试广义相对论的有效性。
与欧几里得类似，罗曼还将生成星系分布的三维地图。但它只在红外区域运行。它的镜面直径为2.4米，是欧几里得的两倍，这使得罗曼能够比欧洲同行更深入地观察天空，从而更深入地观察宇宙历史。
这些共同的科学目标以及它们运行时间的可能重叠使得美国宇航局的下一代望远镜成为欧几里得任务的补充。罗曼科学团队的联合主席、纽约市扁平研究所计算天体物理中心主任大卫·斯珀格尔说：“如果欧几里得看到了有趣的东西，罗曼太空望远镜可以灵活地优化和修改其科学计划，使其对该区域最为敏感。”
暗物质和暗能量研究的另一个关键角色是鲁宾天文台，该天文台将在2022年末在智利安第斯山脉的一个偏远山峰上开始全面运行后，进行为期十年的空间和时间遗产调查（LSST）。来自天文台的信息可能对帮助其空间同行的研究至关重要。
也是鲁宾天文台暗能量科学合作组织发言人的曼德尔鲍姆说：“欧几里得的观测将由地面望远镜的数据补充。“例如，鲁宾天文台将能够提供星系的颜色测量，以了解它们有多远。”
根据曼德尔鲍姆的说法，这两个设施的互补功能也延伸到了它们的设计。“虽然欧几里得主要会看向天空的某个地方，进行观测，然后再看向别处，但（鲁宾的）望远镜会在每几个晚上回到天空中的同一个位置，以在其LSST调查期间监测随时间变化的影响，”她说。
汇集和比较所有三个望远镜的观测结果可能非常有用。斯珀格尔说：“一个强大的组合将是鲁宾第一年的数据与覆盖天空同一区域的欧几里得数据。“同样，在10年后，鲁宾长达十年的光学数据集和罗曼的红外测量的组合将特别强大。”
未来10年的集体测量也可能有助于解决物理学的一个谜团。分析关于星系甚至更大的宇宙结构如何生长的数据，可能使研究人员能够对中微子的质量施加更严格的限制，中微子是不带电且几乎不与普通物质相互作用的基本粒子。每秒钟都有数万亿个这些幽灵般的粒子穿过你的身体，几乎没有任何影响。但在星系际尺度上，它们庞大的数量会对宇宙结构过去和未来的演变产生重要影响。