CHEOPS: Evropski lovec na tranzitne eksoplanete

cheops

CHEOPS bo iskal eksoplanete z iskanjem padca svetlosti, ki ga povzročijo, ko gredo pred svojo matično zvezdo. (Zasluge za sliko: Univerza v Bernu)



CHEOPS ali opisuje satelit ExOPlanet Satellite je načrtovani vesoljski teleskop, ki se bo osredotočil na svetle zvezde, za katere je znano, da gostijo planete. Misija Evropske vesoljske agencije se je začela 18. decembra 2019.



Teleskop bo ugotovil, kakšni so polmeri planetov v masnem razponu od super Zemlje do Neptuna, tako da bi opazoval, kako planeti prehajajo ali prehajajo čez obraz svojih gostiteljskih zvezd. To bo naredil s fotometrijo (merjenje svetlobe) z izjemno natančnostjo in opazoval, kako vsak planet med tranzitom zatemni svetlobo svoje gostiteljske zvezde. Cilj je ugotoviti, kateri planeti bi bili najboljši za nadaljnja opazovanja, zlasti da bi izvedeli več o njihovi atmosferi-ključni sestavini bivanja.

CHEOPS kroži okoli Zemlje po sončno-sinhroni orbiti, kar pomeni, da bo sonce vedno v istem relativnem položaju glede na teleskop. CHEOPS naj bi imel vsaj 3,5 leta znanstvenega delovanja.

CHEOPS zgodovina



Trenutni cikel načrtovanja za Evropsko vesoljsko agencijo se imenuje Cosmic Vision 2015-2025, ki opredeljuje znanstvena vprašanja, ki so prednostna za vesoljsko skupnost, in nato izbere misije, na katere bodo odgovorila. Načrtovanje programa Cosmic Vision se je prvič začelo leta 2007, od takrat pa je ESA občasno izbirala misije v majhnem, srednjem in velikem razredu (S, M oziroma L).

CHEOPS je bil izbran med 25 drugimi predlogi za prvo priložnost razreda S leta 2012, za začetek leta 2018. Druga misija razreda S, Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer ali SMILE, je bila leta 2015 izbrana za začetek leta 2021.

Vesoljsko plovilo je bilo pripravljeno za gradnjo do leta 2014. Od začetka leta 2017 je ekipa CHEOPS zaposlila sodelavce znanstvene ekipe, da se pridružijo skupini.



CHEOPS bo kot orodje za odnose z javnostmi nosil 3.000 risb o raziskovanju vesolja, ki so jih narisali evropski otroci. Te risbe bodo 1000 -krat manjše in vgravirane na dveh kovinskih ploščah, pritrjenih na satelit.

CHEOPS znanost

CHEOPS se bo osredotočil na tiste planete v območju od super Zemlje do Neptuna, ki zajema planete, ki so nekajkrat večji od Zemlje, vendar so še vedno verjetno skalnati. Prav tako bo iskal planete, ki imajo veliko atmosfere v primerjavi z njihovo maso. Misija bo izmerila polmere planetov (kar pove njegovo velikost.) Če iz mase zemlje ugotovimo maso planeta, lahko znanstveniki nato izračunajo gostoto planetov tako, da maso planeta delijo z volumnom (prostornina je lahko določeno iz polmera.)

Te podatke približno poznamo le za večino planetov, podporniki CHEOPS pa obljubljajo, da bo misija zagotovila podatke o polmerih z izjemno natančnostjo.



Nekateri njeni znanstveni cilji vključujejo razumevanje, kako so nastali in se obnašajo planeti, podobni Neptunu; določiti cilje za prihodnje zemeljske ali vesoljske teleskope za opravljanje spektroskopskih analiz; in izvedeli več o atmosferah 'vročih Jupitrov' (planeti, podobni Jupitru blizu svojih zvezd), da bi videli, kako se energija premika z vroče dnevne strani planeta na hladnejšo nočno stran.

CHEOPS bo uporabljal napravo za polnjenje (CCD), nameščeno na teleskopu z približno 12-palčno (32 centimetrsko) odprtino. Detektor se bo pasivno ohladil na približno 233 Kelvinov (minus 40 stopinj Celzija ali minus 40 stopinj Fahrenheita).

Instrumentni sistem CHEOPS vsebuje naslednje elemente:

  • Sestav optičnega teleskopa (OTA), ki vključuje teleskop, optično strukturo, zadnjo optiko, modul v goriščni ravnini in radiatorje za hlajenje.
  • Sestav pregrade in pokrova (BCA) za nadzor potujoče svetlobe. To vključuje zunanjo pregrado in sklop pokrova. (Pokrov je v glavnem zasnovan za zaščito teleskopa med stresnim izstrelitvijo.)
  • Elektronski senzorski modul (SEM), vključno s krmilno enoto senzorja (za CCD) in enoto za kondicioniranje moči za nadzor napetosti in termičnega krmiljenja.
  • Back end elektronika (BEE), ki vključuje digitalno procesno enoto in enoto za napajanje.

Druge misije eksoplaneta

Izbor drugih misij eksoplaneta vključuje:

ESA -jeva Covection ROtation in planetarni tranziti (COROT), ki se je začela leta 2007 in končala leta 2013. Glavni cilji COROT -a so bili najti ekstrasolarne planete s kratkimi orbitalnimi obdobji (zlasti planete, ki so malo večji od Zemlje) in izvesti astroseizmologijo na gostitelj zvezde. To je bil prvi vesoljski observatorij, namenjen iskanju planetov po tranzitni metodi, metodo CHEOPS pa močno navdihuje COROT.

NASA -in Vesoljski teleskop Kepler , ki se je začela leta 2009 in je odkrila na tisoče kandidatov za eksoplanet. Eden od njegovih ciljev je najti planet velikosti Zemlje, ki kroži okoli bivalnega območja (kjer bi na tem planetu lahko obstajala voda) zvezde velikosti Sonca. Medtem ko se je primarna misija vesoljskega plovila končala leta 2013, ko dve kazalni napravi, imenovani žiroskopi, nista uspeli, je Kepler zdaj na drugi misiji, da si ogleda planete na različnih delih neba.

NASA -in Hubblov vesoljski teleskop (začetek 1991) in Vesoljski teleskop Spitzer (začela se je leta 2003) so bili zasnovani in uvedeni, ko je bila znanost o eksoplanetih mlada; Hubble pravzaprav ni bil zasnovan za ogled eksoplanetov, ker pred izstrelitvijo niso bili znani. Spitzer je bil prvi teleskop, ki je odkril svetlobo planeta zunaj sončnega sistema in je zagotovil informacije o temperaturah eksoplaneta in sestavi atmosfere. Spitzer je tudi potrdil ali odkril sedem skalnatih planetov okoli ene same zvezde, imenovane TRAPPIST-1 , največja najdba te vrste. Hubble je tudi sam odkril številna eksoplaneta in meril atmosfero.

Prihodnje misije, ki naj bi odkrile eksoplanet, vključujejo TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite, za ogled planetov, ki gredo čez svetle zvezde; izstrelitev leta 2018), JWST (Vesoljski teleskop James Webb, ki bo imel dovolj veliko ogledalo, da bo označeval nekatera okolja eksoplaneta; izstrelitev leta 2018) in WFIRST (širokopasovni infrardeči teleskop za raziskovanje, ki bi lahko neposredno posnel eksoplanete; izstrelitev v 2020 -ih).

Dodatni vir