CHEOPS: Europas Exoplanet Transit Hunter

cheops

CHEOPS vil søge efter exoplaneter ved at kigge efter et fald i lysstyrke, de forårsager, når de passerer foran deres forældrestjerne. (Billedkredit: University of Bern)



CHEOPS, eller karakteriserende ExOPlanet Satellite, er et planlagt rumteleskop, der vil fokusere på lyse stjerner, der er kendt for at være vært for planeter. Den Europæiske Rumorganisations mission blev lanceret den 18. december 2019.



Teleskopet finder ud af radierne for planeter i superjorden til Neptun masseområde ved at se planeterne passere eller passere hen over ansigtet på deres værtsstjerner. Det vil gøre dette ved at foretage fotometri (måle lys) til en hidtil uset præcision og se, hvordan hver planet dæmper sin værtsstjernes lys under en transit. Målet er at finde ud af, hvilke planeter der ville være bedst til opfølgende observationer, især for at lære mere om deres atmosfære-en vigtig komponent i beboelighed.

CHEOPS kredser om jorden i en solsynkron bane, hvilket betyder, at solen altid vil være i den samme relative position til teleskopet. CHEOPS forventes at have mindst 3,5 års videnskabelig drift.

CHEOPS historie



Den nuværende planlægningscyklus for European Space Agency kaldes Cosmic Vision 2015-2025, som identificerer videnskabelige prioriterede spørgsmål for rumfællesskabet og derefter vælger missioner til at besvare disse spørgsmål. Planlægningen af ​​Cosmic Vision begyndte først i 2007, og siden da har ESA med jævne mellemrum valgt missioner i den lille, mellemstore og store klasse (henholdsvis S, M og L).

CHEOPS blev valgt ud over 25 andre forslag til den første S-klasse mulighed i 2012, til en lancering i 2018. En anden S-klasse mission, Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer eller SMILE, blev valgt i 2015 til en lancering i 2021.

Rumfartøjet var klar til konstruktion i 2014. Fra begyndelsen af ​​2017 rekrutterede CHEOPS -teamet til videnskabelige teammedarbejdere til at slutte sig til gruppen.



Som et PR -værktøj vil CHEOPS bære 3.000 tegninger om rumforskning tegnet af europæiske børn. Disse tegninger vil blive krympet 1.000 gange mindre og indgraveret på to metalplader fastgjort til satellitten.

CHEOPS videnskab

CHEOPS vil fokusere på disse planeter i super-Jorden til Neptun-området, der omfatter planeter, der er et par gange større end Jorden, men stadig sandsynligvis er stenede. Det vil også lede efter planeter, der har meget atmosfære i forhold til deres masse. Missionen vil måle planternes radier (som fortæller dens størrelse.) Hvis en planets masse udledes af jordmålinger, kan forskere derefter beregne planternes tæthed ved at dividere planetens masse med dens volumen (volumen kan igen være bestemt ud fra radius.)

Vi kender kun disse oplysninger nogenlunde til de fleste planeter, og bagmændene i CHEOPS lover, at missionen vil levere radiadata med en hidtil uset præcision.



Nogle af dens videnskabelige mål omfatter forståelse af, hvordan Neptunlignende planeter dannede og opførte sig; finde ud af mål for fremtidige jordbaserede eller rumbaserede teleskoper til at foretage spektroskopiske analyser og lær mere om atmosfærerne på 'varme Jupiters' (Jupiter-lignende planeter tæt på deres respektive stjerner) for at se, hvordan energi bevæger sig fra den varme dagsside på planeten til den køligere natside.

CHEOPS vil bruge en ladningskoblet enhed (CCD) monteret på et teleskop med en cirka 12 tommer (32 centimeter) blænde. Detektoren afkøles passivt til cirka 233 Kelvin (minus 40 grader Celsius eller minus 40 grader Fahrenheit).

CHEOPS -instrumentsystemet indeholder følgende elementer:

  • En optisk teleskopsamling (OTA), der inkluderer teleskopet, den optiske struktur, bagenden, optik, brændplanmodulet og radiatorer til køling.
  • En baffle og dæksamling (BCA) til styring af vildlys. Dette inkluderer en ekstern baffle og et dæksel. (Dækslet er hovedsageligt designet til at beskytte teleskopet under lanceringen.)
  • Et sensorelektronikmodul (SEM), inklusive en sensorstyringsenhed (til CCD) og en effektkonditioneringsenhed til styring af spændinger og termisk styring.
  • Backend -elektronik (BEE), som omfatter den digitale behandlingsenhed og en strømforsyningsenhed.

Andre eksoplanetmissioner

Et udvalg af andre eksoplanetmissioner inkluderer:

ESAs COnvection ROtation and planetary Transits (COROT), der blev lanceret i 2007 og sluttede i 2013. COROTs hovedmål var at finde ekstrasolare planeter med korte orbitalperioder (især planeter, der er lidt større end Jorden), og at udføre astroseismologi på værtsstjernerne. Det var det første rumobservatorium dedikeret til at søge efter planeter ved hjælp af transitmetoden, og CHEOPS -metoden er stærkt inspireret af COROT.

NASA'er Kepler rumteleskop , der blev lanceret i 2009 og har opdaget tusindvis af eksoplanetkandidater. Et af dets mål er at finde en planet i størrelse, der kredser i en beboelig zone (hvor vand kunne eksistere på den planet) af en stjerne i solstørrelse. Mens rumfartøjets primære mission sluttede i 2013, da to pegeudstyr kaldet gyroskoper mislykkedes, er Kepler nu på en anden mission for at se på planeter i forskellige dele af himlen.

NASA'er Hubble rumteleskop (lanceret 1991) og Spitzer rumteleskop (lanceret 2003) blev både designet og lanceret, da eksoplanetvidenskab var ung; Hubble var faktisk ikke designet til at se på exoplaneter, fordi ingen var kendt før lanceringen. Spitzer var det første teleskop, der opdagede lyset fra en planet uden for solsystemet, og har givet oplysninger om exoplanets temperaturer og atmosfærisk sammensætning. Spitzer bekræftede eller opdagede også syv stenede planeter omkring en enkelt stjerne kaldet TRAPPIST-1 , det største fund af sin type. Hubble har også gjort mange eksoplanetfund og atmosfæriske målinger af sine egne.

Fremtidige missioner, der forventes at gøre opdagelser på eksoplanet, omfatter TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite, for at se på planeter, der passerer tværs af lyse stjerner; lancering i 2018), JWST (James Webb Space Telescope, som vil have et stort spejl nok til at karakterisere nogle eksoplanetatmosfærer; opsendelse i 2018) og WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope, som direkte kunne forestille eksoplaneter; lancering i 2020'erne).

Yderligere ressource