CHEOPS - CHEOPS

Charakterizace satelitu exoplanet (CHEOPS)
CHEOPS kosmická loď
Umělecký dojem z vesmírné observatoře CHEOPS.
Typ mise Exoplanetologie , astrofyzika
Operátor Švýcarská vesmírná kancelář
ESA
ID COSPARU 2019-092B
SATCAT č. 44874Upravte to na Wikidata
webová stránka cheops .unibe .ch
sci .esa .int /cheops
Délka mise 3,5 roku (nominální)
Uplynulý: 1 rok, 9 měsíců a 22 dní
Vlastnosti kosmických lodí
Typ kosmické lodi Vesmírná observatoř
Autobus Platforma SEOSAT
Výrobce Airbus Defence and Space (Španělsko)
Spustit hmotu 273 kg
Užitečná hmotnost 58 kg
Rozměry 1,5 x 1,5 x 1,5 m
Napájení 64 wattů
Začátek mise
Datum spuštění 18. prosince 2019 v 08:54:20 UTC
Raketa Sojuz VS23 ·
Spusťte web Centre Spatial Guyanais
( Ensemble de Lancement Soyouz )
Dodavatel Arianespace ·
Orbitální parametry
Referenční systém Geocentrický
Režim Slunce synchronní 06:00 / 18:00
Nadmořská výška 712 km
Apogee výška 715 km
Sklon 92,8 °
RAAN 06:00
Hlavní dalekohled
Typ Ritchey-Chrétien
rámeček přenosu CCD na zadní straně
Průměr 32 cm
Ohniskový poměr f/8
Vlnové délky 330 až 1100 nm
Transpondéry
Kapacita 1,2 Gbit/den downlink
Nástroje
Fotometr
Logo mise CHEOPS
Insignie mise.  

CHEOPS ( CH aracterising E x OP lanets S atellite) je evropský prostor dalekohled . Jejím cílem je určit velikost známých extrasolárních planet , což umožní odhad jejich hmotnosti, hustoty, složení a jejich vzniku. Byla zahájena 18. prosince 2019 a jedná se o první misi malé třídy ve vědeckém programu ESA Cosmic Vision .

Malý satelit je vybaven optickým dalekohledem Ritchey-Chrétien s clonou 30 cm, namontovaným na standardní malé satelitní platformě. Byla umístěna na oběžnou dráhu synchronní se Sluncem ve výšce asi 700 km.

Přehled vědy

Do konce roku 2010 byly objeveny tisíce exoplanet ; některé mají minimální hmotnostní měření z metody radiální rychlosti, zatímco jiné, u nichž je vidět, že procházejí svými mateřskými hvězdami, mají míry jejich fyzické velikosti. Několik exoplanet k dnešnímu dni má vysoce přesná opatření jak pro hmotnost, tak pro poloměr, což omezuje schopnost studovat rozmanitost objemové hmotnosti, která by poskytla vodítka o tom, z jakých materiálů jsou vyrobeny a o historii jejich vzniku. Po dobu plánované mise 3,5 roku má CHEOPS změřit velikost známých tranzitujících exoplanet obíhajících kolem jasných a blízkých hvězd a také hledat tranzity exoplanet dříve objevených radiální rychlostí. Vědci za projektem očekávají, že tyto dobře charakterizované tranzitní exoplanety budou hlavním cílem budoucích observatoří, jako je JWST nebo extrémně velké dalekohledy .

Dějiny

Zrcadlo CHEOPS.

Organizovaný jako partnerství mezi Evropskou vesmírnou agenturou (ESA) a Švýcarskou vesmírnou kanceláří , byl CHEOPS vybrán v říjnu 2012 z 26 návrhů jako první vesmírná mise třídy S („malá“) v programu ESA Cosmic Vision . ESA je architektem mise a je odpovědná za kosmickou loď a spouští nákup příležitostí. Projekt je vedený Centrem pro prostoru a obyvatelnosti na univerzitě v Bernu ve Švýcarsku, s příspěvky z jiných švýcarských a evropských univerzit. Hlavním vyšetřovatelem vědeckého nástroje je Willy Benz na univerzitě v Bernu a hlavní vědkyní z ESA je Kate Isaak . Po fázi soutěže byl jako výrobce kosmických lodí vybrán španělský Airbus Defence and Space . Náklady na misi ESA jsou omezeny na 50 milionů EUR. Společnost Media Lario Srl (Itálie) byla zodpovědná za optickou úpravu primárního optického prvku.

Kosmická loď

Družice má rozměry přibližně 1,5 × 1,5 × 1,5 m a šestihrannou základní strukturu. Autobus z Cheopsova kosmické lodi je založen na SEOSAT platformě.

Sluneční clona

Sluneční clona namontovaná na platformě chrání chladiče a detektoru kryt proti slunci, a to také solární panely pro elektrické napájení subsystému. Sluneční clona obepíná šestihranný autobus.

Attitude and Orbit Control System (AOCS)

Řídicí systém je stabilizovaný ve 3 osách , ale uzamčen na nejnižší úrovni , což zajišťuje, že jedna z os kosmických lodí vždy směřuje k Zemi. Během každé oběžné dráhy se kosmická loď pomalu otáčí kolem zorného pole dalekohledu, aby udržela ohnisko v radiátoru orientované do chladného prostoru, což umožňuje pasivní chlazení detektoru. Typická doba pozorování bude 48 hodin. Během typického 48hodinového pozorování bude mít CHEOPS stabilitu ukazování lepší než osm arcsec s 95% spolehlivostí.

CHEOPS Instrument System (CIS)

Detektor, podpůrná elektronika, dalekohled, zadní optika, přístrojový počítač a hardware pro regulaci teploty jsou souhrnně označovány jako CHEOPS Instrument System (CIS). Požadované fotometrické přesnosti bude dosaženo použitím jednoho zpětně osvětleného CCD detektoru s přenosem jednoho snímku od společnosti Teledyne e2v s 1024 × 1024 pixely a roztečí pixelů 13 µm. CCD je namontován v ohniskové rovině dalekohledu a bude pasivně chlazen na 233 K (-40 ° C) s tepelnou stabilitou 10 mK. Dalekohled je jediný středně velký teleskop Ritchey-Chrétien střední osy f/8 s clonou 32 cm, upevněný na pevné optické lavici . Ženevská univerzita a Bernská univerzita poskytly výkonný fotometr .

Plakety

Na CHEOPS byly opraveny dvě titanové plakety s tisíci miniaturizovaných kreseb dětí. Každá deska měří téměř 18 x 24 cm. Plakety, připravené týmem na Bernské univerzitě aplikovaných věd, byly odhaleny na slavnostním ceremoniálu na RUAG dne 27. srpna 2018. Jednotlivé kresby najdete na webových stránkách CHEOPS kliknutím na mapu Evropy.

Cíle

Hlavním cílem CHEOPS je přesné měření velikosti (poloměrů) exoplanet, pro které již pozemské spektroskopické průzkumy poskytly odhady hmotnosti. Znalost hmotnosti i velikosti exoplanet umožní vědcům určit hustotu planet a tím i jejich přibližné složení, například zda jsou plynné nebo skalnaté . CHEOPS je nejúčinnějším nástrojem pro vyhledávání mělkých tranzitů a pro stanovení přesných poloměrů pro známé exoplanety v hmotnostním rozsahu super Země až Neptun (poloměr 1–6 Země).

CHEOPS měří fotometrické signály s přesností omezenou hvězdným fotonovým šumem 150  ppm /min pro hvězdu 9. velikosti . To odpovídá tranzitu planety velikosti Země obíhající kolem hvězdy 0,9  R za 60 dní detekované s tranzitem S/N > 10 (hloubka tranzitu 100 ppm). Například tranzit velikosti Země přes hvězdu G vytváří hloubku 80 ppm.

Různé vědecké cíle vyžadují 500 samostatných cílových ukazatelů. Předpokládá se, že 1 hodina za zaměření cesty se odhaduje na 1175 dní nebo 3,2 roku. Spolu s 20% otevřeného času dostupného pro komunitu se celková délka mise CHEOPS odhaduje na 3,5 roku.

Kosmická loď je poháněna solárními panely, které jsou také součástí jejího slunečního štítu . Poskytují nepřetržitý výkon 60  W pro operace s nástroji a umožňují alespoň 1,2 Gb /den kapacitu pro stahování dat. Sběr dat byl zahájen počátkem roku 2020.

Priority pozorování

Osmdesát procent času pozorování vědy na CHEOPS je věnováno programu CHEOPS Guaranteed Time Observing (GTO), za který odpovídá vědecký tým CHEOPS (předsedá Didier Queloz ). Většina programu GTO zahrnuje charakterizaci známých tranzitujících exoplanet a vylepšení známých parametrů. Součástí programu GTO je najít tranzity známých exoplanet, které byly potvrzeny jinými technikami, jako je radiální rychlost , ale nikoli tranzitní metodou. Další část programu GTO zahrnuje průzkum vícesystémů a hledání dalších planet v těchto systémech, například pomocí metody TTV ( Transit-Timing- Variation).

Zbývajících 20% času na pozorování vědy na CHEOPS je k dispozici vědecké komunitě ve formě programu ESA-hostovaných pozorovatelů (GO). Výzkumníci mohou předkládat návrhy na pozorování s CHEOPS prostřednictvím ročního programu Announcements of Opportunity (AO). Schválené projekty AO-1 zahrnují pozorování horkých jupiterů HD 17156 b , Kelt-22A b , teplého jupitera K2-139b , více systémů GJ 9827 , K2-138 , exoplanety DS Tuc Ab , 55 Cancri e (pravděpodobně GTO), WASP-189 b a další pozorování související s vědou o exoplanetách, jako jsou planety kolem rychle rotujících hvězd, materiál planety kolem bílých trpaslíků a hledání tranzitujících exokometrů kolem 5 Vulpeculae .

Zahájení

Společnost CHEOPS odstartovala na palubu rakety Sojuz-Fregat 18. prosince 2019 v 08:54:20 UTC z Center Spatial Guyanais v Kourou ve Francouzské Guyaně . CHEOPS se oddělily po dvou hodinách a 23 minutách od startu. Primární náklad byl první satelit ASI ‚s COSMO-SkyMed druhé generace konstelaci CSG 1. launcher také nasazeny tři CubeSats , včetně ESA OPS-SAT . CHEOPS se vydali na 712 km výškově sluneční synchronní polární oběžnou dráhu.

První světlo

Poté, co byl 29. ledna 2020 kryt teleskopu otevřen, pořídil CHEOPS svůj první světelný snímek dne 7. února 2020. Obraz je soustředěn na hvězdu HD 70843 , žluto-bílou hvězdu vzdálenou asi 150 světelných let. Hvězda byla vybrána kvůli svému jasu a poloze na obloze. Hvězdy na obrázku jsou rozmazané, což je zamýšleno. Rozostřené zrcadlo distribuuje světlo hvězdy na mnoho pixelů detektoru, čímž je měření světla hvězd přesnější. První světelné snímky byly lepší, než se očekávalo od testů v laboratoři. Obrázky byly hladší a symetrickější, což by mohlo snížit hluk způsobený detektorem a kosmickou lodí.

Rutinní vědecká pozorování by měla začít na začátku dubna 2020.

V dubnu 2020 bylo oznámeno, že teleskop zahájil vědecké operace.

Výsledek

Byla publikována studie WASP-189b („horký Jupiter“).

Bylo zjištěno, že TOI-178 má 6 planet, z nichž 5 má orbitální rezonance. Byly vypočítány hustoty planet.

CHEOPS také během svých pozorování vidí stopy z jiných satelitů, protože je na nízké oběžné dráze Země.

Viz také

Reference

externí odkazy