CHEOPS: Europas Exoplanet Transit Hunter

cheops

CHEOPS vil lete etter eksoplaneter ved å lete etter et fall i lysstyrke de forårsaker når de passerer foran foreldrestjernen. (Bildekreditt: University of Bern)





CHEOPS, eller som kjennetegner ExOPlanet Satellite, er et planlagt romteleskop som vil fokusere på lyse stjerner som er kjent for planeter. European Space Agency -oppdraget ble lansert 18. desember 2019.

Teleskopet vil finne ut radiusene for planeter i masseområdet fra superjorden til Neptun ved å se planetene passere, eller passere over ansiktet til vertsstjernene sine. Det vil gjøre dette ved å gjøre fotometri (måle lys) til enestående presisjon, se på hver planet som demper vertsstjernens lys under en transitt. Målet er å finne ut hvilke planeter som er best for oppfølgingsobservasjoner, spesielt for å lære mer om atmosfæren deres-en sentral komponent i beboelighet.

CHEOPS går i bane rundt jorden i en solsynkron bane, noe som betyr at solen alltid vil være i samme relative posisjon til teleskopet. CHEOPS forventes å ha minst 3,5 års vitenskapelig virksomhet.



CHEOPS historie

Den nåværende planleggingssyklusen for European Space Agency kalles Cosmic Vision 2015-2025, som identifiserer vitenskapelige prioriterte spørsmål for romfellesskapet og deretter velger oppdrag for å svare på disse spørsmålene. Planleggingen av Cosmic Vision begynte først i 2007, og siden da har ESA med jevne mellomrom valgt oppdrag i små, mellomstore og store klasser (henholdsvis S, M og L.)

CHEOPS ble valgt ut over 25 andre forslag til den første S-klassen i 2012, for lansering i 2018. Et andre S-klasse oppdrag, Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer eller SMILE, ble valgt i 2015 for en lansering i 2021.

Romfartøyet var klart for bygging i 2014. Fra begynnelsen av 2017 rekrutterte CHEOPS -teamet for vitenskapsteammedarbeidere å bli med i gruppen.



Som et PR -verktøy vil CHEOPS bære 3000 tegninger om romforskning tegnet av europeiske barn. Disse tegningene blir krympet 1000 ganger mindre og gravert på to metallplater festet til satellitten.

CHEOPS vitenskap

CHEOPS vil fokusere på planetene i superjorden til Neptun-området, som vil omfatte planeter som er noen ganger større enn jorden, men som trolig fortsatt er steinete. Det vil også se etter planeter som har mye atmosfære sammenlignet med massen. Oppdraget vil måle planetenes radier (som forteller størrelsen.) Hvis massen til en planet blir utledet av grunnmålinger, kan forskere deretter beregne planetenes tetthet ved å dele planetens masse med volumet (volumet kan igjen være bestemt ut fra radius.)

Vi kjenner bare denne informasjonen omtrent for de fleste planeter, og støttespillerne til CHEOPS lover at oppdraget vil levere radiedata med enestående presisjon.



Noen av vitenskapsmålene inkluderer å forstå hvordan Neptunlignende planeter dannet og oppførte seg; finne ut mål for fremtidige bakkebaserte eller rombaserte teleskoper for å gjøre spektroskopiske analyser; og lær mer om atmosfæren til 'varme Jupiters' (Jupiter-lignende planeter nær sine respektive stjerner) for å se hvordan energi beveger seg fra den varme dagssiden av planeten til den kjøligere nattsiden.

CHEOPS vil bruke en ladningskoblet enhet (CCD) montert på et teleskop med en omtrent 12-tommers (32 centimeter) blenderåpning. Detektoren vil bli passivt avkjølt til omtrent 233 Kelvin (minus 40 grader Celsius, eller minus 40 grader Fahrenheit).

CHEOPS -instrumentsystemet inneholder følgende elementer:

  • En optisk teleskopmontering (OTA) som inkluderer teleskopet, den optiske strukturen, back-end-optikken, brennplanmodulen og radiatorer for kjøling.
  • En ledeplate og dekselmontasje (BCA) for å styre lyset. Dette inkluderer en ekstern baffle og et deksel. (Dekselet er hovedsakelig designet for å beskytte teleskopet under belastningen ved lanseringen.)
  • En sensorelektronikkmodul (SEM), inkludert en sensorkontrollerenhet (for CCD) og en effektkondisjoneringsenhet for å kontrollere spenningene og den termiske kontrollen.
  • Back end electronics (BEE), som inkluderer den digitale prosessorenheten og en strømforsyningsenhet.

Andre eksoplanetoppdrag

Et utvalg av andre eksoplanetoppdrag inkluderer:

ESAs konveksjonsrotasjon og planetoverganger (COROT), som ble lansert i 2007 og avsluttet i 2013. Hovedmålene for COROT var å finne ekstrasolare planeter med korte orbitalperioder (spesielt planeter som er litt større enn jorden), og å utføre astroseismologi på vertsstjernene. Det var det første romobservatoriet dedikert til å lete etter planeter ved hjelp av transittmetoden, og CHEOPS -metoden er sterkt inspirert av COROT.

NASAs Kepler romteleskop , som ble lansert i 2009 og har oppdaget tusenvis av eksoplanetkandidater. Et av målene er å finne en planet i størrelse som går i bane i den beboelige sonen (der det kan finnes vann på den planeten) til en stjerne i solstørrelse. Mens romfartøyets hovedoppdrag ble avsluttet i 2013 da to pekeenheter kalt gyroskoper mislyktes, er Kepler nå på et annet oppdrag for å se på planeter i forskjellige deler av himmelen.

NASAs Hubble romteleskop (lansert 1991) og Spitzer romteleskop (lansert 2003) ble både designet og lansert da eksoplanetvitenskap var ung; Hubble var faktisk ikke designet for å se på eksoplaneter fordi ingen var kjent før lanseringen. Spitzer var det første teleskopet som oppdaget lyset fra en planet utenfor solsystemet, og har gitt informasjon om eksoplanetets temperaturer og atmosfærisk sammensetning. Spitzer bekreftet eller oppdaget også syv steinete planeter rundt en enkelt stjerne som ble kalt TRAPPIST-1 , det største funnet i sin type. Hubble har også gjort mange eksoplanetfunn og egne atmosfæriske målinger.

Fremtidige oppdrag som forventes å gjøre eksoplanetfunn inkluderer TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite, for å se på planeter som passerer over lyse stjerner; lansering i 2018), JWST (James Webb Space Telescope, som vil ha et stort nok speil til å karakterisere noen eksoplanetatmosfærer; lansering i 2018) og WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope, som direkte kan bilde eksoplaneter; lansering på 2020 -tallet).

Ekstra ressurs