ExOPlanets Uydusunu karakterize eden
CHEOPSorganizasyon |
Avrupa Uzay Ajansı Bern Üniversitesi |
---|---|
inşaatçı | Airbus |
programı | Kozmik Görüş (S sınıfı) |
Alan | Karakterizasyonu ötegezegenlerin ile fotometri |
Durum | operasyonel |
Başlatmak | 18 Aralık 2019 |
Başlatıcı | soyuz fregat |
Süre | 3.5 yıl (birincil görev) |
COSPAR tanımlayıcısı | 2019-092B |
sitesi | cheops.unibe.ch/tr/ |
Lansman sırasında kitle | 273 kg |
---|---|
Kitle aletleri | 58 kg |
Boyutlar | 1,5 x 1,5 x 1,5 m |
itici kütle | ~ 30 kg |
tutum kontrolü | 3 eksende stabilize |
Enerji kaynağı | Solar paneller |
Elektrik gücü | 200 watt |
Rakım | 700 km |
---|---|
Eğim | 98.22 ° |
Tür | eksende Ritchey-Chrétien |
---|---|
Çap | 0.32 metre |
Odak | 2,6 metre (f / 8) |
dalga boyu |
Görünür ve yakın kızılötesi (400 - 1100 nm) |
CHEOPS (kısaltmasıdır ötegezegenler Uydu karakterize anlam ötegezegen karakterizasyonu için Uydu ), bir olan küçük uzay teleskobu ortaklaşa Bern Üniversitesi ve geliştirdiği Avrupa Uzay Ajansı (ESA). CHEOPS , Güneş Sistemi'nin yakınında bulunan parlak yıldızların ( görünür kadir 6 ile 12 arasında) yörüngesinde dönen , önceden tanımlanmış ötegezegenlerin atmosferlerinin boyutunu ve mümkün olduğu ölçüde özelliklerini ölçmeyi amaçlar .
273 kilogram kütleye sahip uzay aracı, ötegezegenlerin özelliklerini belirlemek için , bir saniye d.'ark uzaysal çözünürlüğe ve 15'lik bir parlaklık ölçüm doğruluğuna izin veren , diyafram açıklığı 32 santimetre olan bir teleskop kullanarak geçiş yöntemini kullanacak . beş saatlik entegrasyondan sonra ppm . CHEOPS, gözlemlerini güneş eşzamanlı bir yörüngeden gerçekleştirecek . Görev yörüngeye yerleştirildi18 Aralık 2019Kourou üssünden kalkan Soyuz Fregat fırlatıcısı tarafından . Birincil görevin süresi 3,5 yıldır .
CHEOPS, ESA'nın Kozmik Görüş bilim programındaki ilk S Sınıfı görevdir . Kısa bir gelişme süresi (özelliği bu sınıfın görev, 4 yıl ) ve daha düşük bir maliyetle ( 50 milyon Euro olan başka ilave edilir ESA finanse 50 teleskop kendisi, gelişmekte olan ülkelerin bir konsorsiyum tarafından sağlanan milyon), daha karmaşık tamamlamak M ve L sınıflarının görevleri.
Diğer yıldızların ( ötegezegenler ) etrafında gezegenlerin varlığı, 1990'ların başına kadar spekülasyon konusuydu.Gerçekten de, tespitleri, önemli mesafelerde bulunan bu gezegenlerin küçük boyutları ve yıldızlarınkine kıyasla küçük boyutları ile ortaya çıktı. onları barındırır. Bir ötegezegenin ilk tespiti, 1995 yılında Cenevre Gözlemevi'nden (2019 Nobel Fizik Ödülü) İsviçreli gökbilimciler Michel Mayor ve Didier Queloz tarafından , "ev sahibi yıldızın" hızındaki değişimlerin ölçülmesinden oluşan radyal hız yöntemi kullanılarak elde edildi. Bu yöntem, eğer gezegenin göreceli büyüklüğü (yıldıza kıyasla) yeterince büyükse, gezegenin mevcudiyetinin, yıldızın yıldız-gezegen düzeneğinin ağırlık merkezi etrafında önemli bir yer değiştirmesiyle sonuçlanması gerçeğine dayanmaktadır. Dünya-yıldız görüş hattı yönünde hızında ölçülebilir bir değişiklik üretir. Bu varyasyon , tayf çizgilerinde bir kayma sergileyen yıldızın ışık tayfı analiz edilerek tespit edilebilen bir Doppler etkisi üretir (spektroskopi). Bu yöntem, gezegenin kütlesini yaklaşık olarak belirlemeyi mümkün kılar.
Teleskop | organizasyon | Lansman tarihi | Durum | Görev süresi | optik karakteristik | Gökyüzünün gözlemlenen kısmı | Sürekli gözlem süresi | Öncelikli hedefi | yıldız türü | gezegen tipi | Sonuçlar |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
coRoT | ESA / CNES | 27 Aralık 2006 | Görev tamamlandı | 7 yıl | 100 sayfa/dk | 6 ay | Dış gezegenlerin tespiti | Sıcak Jüpiter Yörünge periyodu ≤ 60 gün |
32 onaylanmış ötegezegen | ||
Kepler | NASA | 7 Mart 2009 | Görev tamamlandı | 9 yıl | 29 ppm (6,5 saatlik entegrasyonla yıldız büyüklüğü 12) |
150.000 önceden seçilmiş yıldız 115 derece² |
4 yıl | Dış gezegenlerin istatistiksel sayımı | > 2.500 onaylanmış ötegezegen | ||
TESS | NASA | 18 Nisan 2018 | Görev devam ediyor | 2 yıl (birincil görev) | 200.000 önceden seçilmiş yıldız Tam gökyüzü |
10 günden 2 yıla kadar | Süper gezegenlerin kütlesini tespit edin ve ölçün Gezegenlerin sistematik nüfus sayımı> 2.5 Dünya yarıçapı |
200 parsek içinde bulunan parlak yıldızlar | Yörünge periyodu ≤ 10 gün olan süper yerler | > 30 onaylanmış ötegezegen (Kasım 2019) | |
KEOPLAR | ESA | 18 Aralık 2019 | Görev devam ediyor | 3.5 yıl (birincil görev) | 300 önceden seçilmiş yıldız tek tek gözlemlendi | Halihazırda tanımlanmış olan ötegezegenlerin ayrıntılı özellikleri | Dünya'nın 1 ila 6 katı çap | ||||
İLK | NASA | 2025 | Devam eden gelişme | 5 yıl (birincil görev) | Zayıf yerçekimi merceği, doğrudan görüntüleme, geçiş yöntemleri | Galaktik ampul | ötegezegenlerin sayımı | Mars yörünge periyodikliğinin boyutundan > birkaç on gün |
Birkaç yüz gezgin de dahil olmak üzere on binlerce gezegen | ||
PLATO | ESA | 2026 | Devam eden gelişme | 6 yıl (birincil görev) | ∼ 2 250 derece² | Birkaç bin ötegezegenin ayrıntılı özellikleri | Karasal gezegenler ve süper dünyalar | ||||
ARIEL | ESA | 2028 | Devam eden gelişme | 4 yıl (birincil görev) | Güneşimize yakın bilinen 1.000 ötegezegen | Dış gezegenlerin atmosferinin analizi | Neptün benzeri gezegenler ve süper dünyalar |
1999'da, geçiş yöntemi ilk kez bir ötegezegenin varlığını doğrulamayı mümkün kıldı ( HD 209458 b takma adı Osiris). Bu yöntemde gezegen, yıldızının önünden geçtiğinde tespit edilir, çünkü parlaklığı daha sonra biraz azalır. Bu yöntemle bir gezegeni tespit etmek için gözlemciyi yıldıza bağlayan çizginin ötegezegenin yörünge düzlemine paralel olması ve gözlemin tam da gezegenin yıldızın önünden geçtiği anda gerçekleşmesi gerekir. Bu yöntem, gezegenin yaklaşık yarıçapını sağlar. Bu yöntemin kısıtlamaları, yalnızca dış gezegenlerin küçük bir bölümünün tespitine izin verir. Bu sınırlamaları telafi etmek için, çok sayıda yıldızı aynı anda gözlemlemek gerekir. Bu algılama yöntemini kullanan bir Fransız-Avrupa uzay teleskopu olan CoRoT , 2007'de fırlatıldı ve yaklaşık otuz ötegezegen keşfetti, ancak her şeyden önce NASA'nın 2009'da fırlatılan Kepler uzay teleskopu , 4700 adayı keşfetti ve bunların 2300'ü sonraki gözlemlerle doğrulandı. Bununla birlikte, bu gezegenler çoğunlukla çok uzak yıldızların etrafında dönerler, bu da kütlelerinin radyal hız yöntemiyle değerlendirilmesi için sonraki karasal gözlemleri çok zorlaştırır .
NASA'nın 2018 yılında fırlattığı TESS Uzay Teleskobu , farklı bir gözlem stratejisi kullanıyor. Kepler gibi çok uzun bir süre boyunca gökyüzünün küçük bir bölümünü gözlemlemek yerine, gözlemlerini en parlak yıldızlara odaklanarak tüm gökyüzüne yayar. Bir yıl sonra TESS otuz civarında ötegezegen tespit etti. Ancak gökyüzünün her bir bölümü yalnızca 27 gün boyunca gözlemlenir, bu da yörünge süresi 10 günden fazla olan bir gezegen için yalnızca bir ila iki algılamaya izin verir. Bununla birlikte, gözlem sayısı, ötegezegenin yarıçapının belirlenmesinin kesinliğini etkiler.
CHEOPS görevi, NASA için Kepler ve ESA için CoRoT ve PLATO (geliştirilmekte olan ESA projesi) gibi yeni ötegezegenleri keşfetmekten sorumlu daha pahalı görevlere kıyasla tamamlayıcı bir rol oynamaktadır . Devam eden görevler 3.000'den fazla gezegen keşfetti (2017'de güncellendi). Bunlar, genellikle Güneş Sistemi'nde benzeri olmayan özelliklere sahip muazzam bir çeşitlilik sunar. Bu gezegen sistemleri genellikle yıldızlarına yakın dönen gezegenlerle daha kompakttır. Boyut olarak Dünya ile Neptün arasındaki gezegenler hakimdir. CHEOPS, yeni ötegezegenler keşfetmeyi değil, karasal gözlemevleri tarafından halihazırda tanımlanmış ötegezegenler hakkında daha ayrıntılı veri toplamayı hedefliyor. CHEOPS misyonu, gözlemlerini parlak yıldızların yörüngesinde dönen önceden tanımlanmış ötegezegenlere odaklayarak TESS'in sınırlarını dolduruyor. Kepler'in büyüklük sırasına ilişkin fotometrik kesinliği, ötegezegenin yarıçapını çok yüksek bir hassasiyetle belirlemesini sağlar. Bunlar, gezegenin yoğunluğunu ve dolayısıyla yapısını belirlemek için gerekli bir veri olan gezegenin boyutlarını sağlamayan algılama yöntemlerini (radyal hız) kullanır. CHEOPS uydusu, bu verileri çok yüksek hassasiyetli fotometri kullanarak elde etmek için gezegensel geçiş yöntemini uygulamalıdır . CHEOPS cihazı tarafından yapılan gözlemlerin kalitesi, Çapları Dünya ile bu değerin altı katı arasında olan gezegenlerin, Dünya'ya yakın yeterince parlak yıldızların etrafında yörüngede dolanmaları koşuluyla, geçişlerini ölçmeyi mümkün kılmalıdır. CHEOPS, bir yandan Doppler etkisi kullanılarak tespit kampanyaları tarafından tespit edilen küçük ötegezegenleri, diğer yandan karasal gözlemevleri tarafından tespit edilen Neptün büyüklüğündeki gezegenleri gözlemlemelidir. Ayrıntılı hedefler şunlardır:
Sol diyagram : Gezegen geçişleri yöntemi, bir gezegen ile gözlemci arasına bir gezegen girdiğinde, bir yıldızın ışık yoğunluğundaki azalmanın ölçülmesine dayanır . Bu kısmi tutulma genellikle birkaç saat sürer. Sağdaki Şeması : benzer bir yıldız için K2 misyon (Kepler) sırasında uygulama örneği Sun ait belirgin büyüklüğü 11: noktalar yapılan ölçümlere karşılık, çıkarılabilir ışık yoğunluğunun eğriye kırmızı çizgi. Düşüş, Jüpiter büyüklüğünde bir gezegen için (%1) çok belirgin, ancak Dünya büyüklüğünde bir gezegen için (%0.01) gürültüden ayırt edilmesi zor . Cihaz tarafından döndürülen değerlerin düzensizliği, ölçümü etkileyen farklı gürültü kaynaklarından kaynaklanmaktadır: titreşimler, işaretlemede küçük değişiklikler, cihaz hataları, başıboş ışıklar vb. |
Avrupa Uzay Ajansı (ESA) bilimsel programının bir parçası olarak uzay misyonunun yeni bir sınıf geliştirmeye karar verdi Kozmik Vizyon (S S sınıfı: 2015-2025 Küçük anlamlı (mevcut iki kategoriden daha düşük bir maliyetle ile karakterizedir) M ve L sınıfları): uzay ajansı tarafından karşılanan maliyet 50 milyon Euro ile sınırlandırılmıştır ve geliştirme döngüsü 4 yıl ile sınırlıdır. İlk görev (S1) için bir teklif çağrısı başlatıldı.Mart 2012. Tarafından önerilen CHEOPS, Bern Üniversitesinde de İsviçre'de (ESA parçası) ve birlikte bir konsorsiyum içinde birkaç ESA üyesi ülkeler getiren seçilir19 Ekim 2012ESA Bilimsel Program Komitesi tarafından daha fazla çalışma için 26 proje arasında. 19 Şubat 2014komite, gelişmeleri başlatan misyonu kesin olarak seçer. Tek araç olan teleskobu geliştiren araştırma merkezlerini bir araya getiren CHEOPS konsorsiyumu tarafından finanse edilen 50 milyon Euro da dahil olmak üzere görevin toplam maliyeti 100 milyon Euro'dur.
ESA ve CHEOPS konsorsiyumu arasındaki görev dağılımı aşağıdaki gibidir:
İçinde Avrupa Uzay Ajansı, proje yöneticisi Nivola Rando ve bilimsel yöneticisi Kate Isaac. CHEOPS konsorsiyumu içinde bilimsel yönetici Willy Benz, proje yöneticisi ise Bern Üniversitesi'nden Christopher Broeg'dir . Konsorsiyum, 11 ülkeden araştırma enstitülerinden oluşuyor. Ana katılımcılar:
Uydunun ilk unsurları 2015'in ikinci çeyreğinde Airbus İspanya ( platform üreticisi ) tarafından teleskopu geliştirmekten sorumlu konsorsiyuma liderlik eden Bern Üniversitesi'ne sağlandı . Kritik tasarım incelemesi,ocak 2016 enstrüman için ve Mayıs 2016tüm uydu için. İçindetemmuz 2018tüm uydunun testi başlar. İçindenisan 2018Teleskop taşınırken Bern Üniversitesinde için Madrid platformuyla monte edilecek.
İçinde kasım 2018 Avrupa Uzay Ajansı, uydunun uzaya fırlatılacağını duyurdu. 15 Ekim ve 14 Kasım 2019Ana yükü olarak ikinci nesil İtalyan COSMO-SkyMed radar Dünya gözlem uydusunu taşıyan bir Soyuz roketi tarafından . SonAralık 2018 tüm testler tamamlandıktan sonra kabul ve yeterlilik incelemesi yapılır. şubat 2019lansman için bir anlaşma ile sonuçlandırılır. Uydu, Fransız Guyanası'na gönderilmeyi bekleyen Madrid'de saklanıyor . CHEOPS Kourou'ya varıyor16 Ekim 2019.
Uydu, tepesinde faydalı yükü oluşturan teleskopun sabitlendiği altıgen bir yapı içerir , bütünü, aralarında bir açı oluşturan bir güneşlik ile üç tarafta korunur . Uydunun dış boyutu 1,5 × 1,5 × 1,5 m ve kütlesi 273 kg'dır. Platform uydu tarafından kullanılan tarafından sağlanmaktadır Airbus Savunma ve Uzay içinde İspanya'dan bu gelen ve türemiştir SEOSAT uydu . Görevin temel şartı, teleskopun gökyüzünün incelenen kısmına yeterli hassasiyetle yöneltilmesi ve gözlem süresi boyunca hareketlerin minimuma indirilmesidir. Uydu, 1 ark saniyelik bir işaret hassasiyeti ve 10 saat boyunca 4 ark saniyeden daha kısa bir kümülatif kayma ile 3 eksen üzerinde stabilize edilmiştir . Tutum kontrol sistemi , uydu eksenlerinden birini kalıcı olarak Dünya'ya dönük tutar, bu da teleskopun radyatörünün kalıcı olarak uzaya doğru çevrilmesini mümkün kılar. Teleskop 48 saat boyunca (ortalama olarak) sürekli olarak hedefine dönük kaldığından, bu kısıtlama uydunun yörüngeye göre teleskop ekseni etrafında bir dönüşünü zorunlu kılar. Of güneş panelleri güneşlik üzerine sabitlenmiş mobil olmayan, sürekli 60 watt sağlarlar. Yere aktarılan veri hacmi 1,2 gigabit /gün mertebesindedir .
Yükü olan kütle 58 kg, bir oluşmaktadır Ritchey-Chrétien teleskop ekseninde delik 32 olan cm ve odak uzunluğu 1.6 metre (m / 5) 'dir. Bu çalışan görünür ışık ve yakın kızıl ötesi ( 0.4- bulundunuz 1.1- mikron ). 68 milimetre çapındaki ikincil ayna, çok kompakt optiklere izin veren birincil aynadan 30 santimetre uzaklıkta bulunur. Ek lensler, görüntüyü dedektörün 765 piksellik bir yüzeyine yaymak için gelen radyasyonu odaklar . Odak düzlemi, 0.32 ° görüş alanına karşılık gelen 11.23 mm'lik bir çapa sahiptir . CHEOPS yörüngedeyken bir deklanşör açılır.
Veriler ve komutlar tarafından toplanır İNTA en Torrejon yer istasyonu (yakın Madrid de İspanya'da da uydu kontrol merkezi barındıran). Görevin bilimsel amaçlarını belirleyen, verileri alan, işleyen, dağıtan ve arşivleyen bilim merkezi , Cenevre Üniversitesi'nde bulunmaktadır .
CHEOPS yörüngeye yerleştirildi 18 Aralık 2019için 8 saat 54 UTC bir yan başlatıcısı Soyuz - Fregat kapalı Kourou'daki istasyonun . CHEOPS, uçuşun ikincil yüküdür : birincil yük, 2,2 tonluk İtalyan ikinci nesil COSMO-SkyMed radar gözlem uydusudur . Fırlatıcı ayrıca yörüngeye üç nano uydu yerleştirir: Fransız öğrenciler (5 kg) tarafından geliştirilen 3U EyeSat CubeSat, ANGELS 20 kg'lık deneysel bir 12U CNES CubeSat ve Avrupa Uzay Ajansı'ndan yeni test ve doğrulama amaçlı bir uydu OPS-SAT uydu kontrol teknikleri ve yerleşik sistemler. CHEOPS, kalkıştan iki saat 24 dakika sonra fırlatıcının en üst aşamasından serbest bırakıldı.
8 Ocak 2020, ana enstrüman deklanşör hala kapalıyken açıktır. Bu nedenle dedektör, ilk siyah görüntüsünü ("karanlık"), yani harici bir kaynağı olmayan bir görüntüyü ölçer. Bu görüntü, aleti kalibre etmek ve doğru çalıştığını doğrulamak için kullanılır . Deklanşör başarıyla açıldı29 Ocak 2020.
Çeşitli sistemlerin doğrulanmasına ayrılan birkaç haftadan sonra, CHEOPS resmi olarak bilimsel gözlem için uygun ilan edildi. 16 Nisan 2020. Cihazın doğrulama aşamasında, 320 ışıkyılı uzaklıkta bulunan HD 93396 yıldızı işaret edildi ve 2016 yılında KELT-Sud gözlemevi tarafından keşfedilen ötegezegeni KELT- 11b'nin geçişi başarıyla izlendi.
CHEOPS , yaklaşık 700 km yükseklikte ve 98.22° yörünge eğiminde, güneşe uyumlu bir alacakaranlık yörüngesinde çalışır . Bu yörüngede uzay teleskopu, yörünge başına 20 dakikadan daha az kesintilerle yılda en az 15 gün boyunca gökyüzünün %27'sini gözlemleyebilecek. Mümkün gökyüzünün gözlemlenebilir kısmını artırmak için yapım Diğer senaryolar çalışılmış ve dışında tutuldu: Daha yüksek bir yörüngeye (1.200 km ) çok radyasyona maruz çünkü radyasyon kuşağının veya sabit yörüngede o uymuyor çünkü bütçe ödeneği; kaynak zarfı. Teleskop, 3,5 yıllık birincil görevi sırasında 300 gezegen sistemini gözlemleyecek.
Deklanşörü açtıktan sonra ocak 2020, Nisan ayında operasyonel aşamanın başlatılmasının ardından ESA, 28 Eylül 2020CHEOPS ilk ötegezegenini (WASP-189b) tespit etti . Bu süper sıcak Jüpiter, HD 133112'nin yörüngesini sadece 2,7 günde tamamlıyor . Sıcaklığı 3.200 dereceye ulaştı . CHEOPS, önümüzdeki yıllarda yüzlerce ötegezegeni gözlemleyecek ve tespit edecek.
25 Ocak 2021Bir grup bilim insanı, TOI-178 gezegen sisteminin en az 6 gezegenden oluştuğunu ve bunlardan 5'inin yörünge rezonansında olduğunu duyurdu . Bu rezonanslar güneş sisteminde ( Jüpiter'in uydusu ) mevcuttur. Rezonans paterni 18:9:6:4:3, yani birinci gezegen (yıldızdan ikinci) 18 dönüş yaparken, ikincisi 9, üçüncüsü 6 vb. CHEOPS , Avrupa Güney Gözlemevi'nden yer tabanlı gözlemevleriyle birlikte devrim dönemlerini netleştirmeyi ve varlığı hesapla tahmin edilen bir gezegeni tespit etmeyi mümkün kıldı . Bu sistemin en büyük özelliği , gezegenlerin yoğunluklarının teori tarafından açıklanmayan rezonans modelini takip etmemesidir. Yörünge rezonansına sahip diğer birkaç gezegen sisteminde, gezegenlerin yoğunlukları yıldızdan uzaklaştıkça azalıyordu.
28 Haziran 2021, bir bilim adamları ekibi, yakındaki Nu2 Lupi (in) sisteminin üçüncü gezegeninin geçişini "tesadüfen" ölçtüğünü gösteriyor . 50 ışıkyılı uzaklıkta bulunan ve çıplak gözle görülebilen bu gezegen sistemi, Kurt takımyıldızının bir parçasıdır . 2019'da HARPS yer cihazı , radyal hız yöntemini kullanarak Nu2 Lupi yıldızının etrafında üç dış gezegen tespit ediyor . TESS uydu ardından gösteriler ilk iki ötegezegen, Nu2Lupi b ve c, yıldızın önünden geçmesini. CHEOPS tarafından sistemin gözlemi sırasında, üçüncü ötegezegen Nu2 Lupi d'nin geçişi beklenmedik bir şekilde gözlemlenir. Yaklaşık 108 günlük bir periyotla, bu nadir bir olaydır ve kısa periyotlarla gezegenlerin tespitini destekleme eğiliminde olan geçiş yöntemidir . Ekip, gezegenin 2.5 karasal yarıçapa ve 8.8 dünya kütlesine sahip olduğunu tahmin ediyor. Uzun periyodu ve göreceli parlaklığı ile daha ileri araştırmalar ve özellikle bir halka veya uyduların potansiyel keşfi için ideal bir hedeftir . İlk sonuçlara göre, Nu2Lupi b kayalık iken Nu2Lupi c ve d gaz halindedir ve esas olarak helyum, hidrojen ve su buharından oluşur (kütlenin %25'i, Dünya için %0.1'e karşılık).