CHEOPS ( CH, aracterizing E x OP lanets S atellite) - европейский космический телескоп . Его цель - определить размер известных внесолнечных планет , что позволит оценить их массу, плотность, состав и их образование. Запущенный 18 декабря 2019 года, это первая миссия малого класса в рамках научной программы ESA Cosmic Vision . [13]
![]() Впечатление художника от космической обсерватории CHEOPS. | |
Тип миссии | Экзопланетология , астрофизика |
---|---|
Оператор | Швейцарское космическое бюро ESA |
COSPAR ID | 2019-092B |
SATCAT нет. | 44874![]() |
Веб-сайт | Хеопс научно |
Продолжительность миссии | 3,5 года (номинально) Прошло: 1 год, 6 месяцев и 10 дней |
Свойства космического корабля | |
Тип космического корабля | Космическая обсерватория |
Автобус | Платформа SEOSAT [1] |
Производитель | Airbus Defense and Space (Испания) |
Стартовая масса | 273 кг [2] |
Масса полезной нагрузки | 58 кг [3] |
Габаритные размеры | 1,5 х 1,5 х 1,5 м |
Мощность | 64 Вт [4] |
Начало миссии | |
Дата запуска | 18 декабря 2019 г., 08:54:20 UTC [5] |
Ракета | Союз ВС23 [6] · [7] |
Запустить сайт | Центр Пространственной Гайаны ( Ensemble de Lancement Soyouz ) |
Подрядчик | Arianespace [8] · [9] |
Параметры орбиты | |
Справочная система | Геоцентрический |
Режим | Солнечно-синхронно 06:00 / 18:00 |
Высота перигея | 712 км [10] |
Высота апогея | 715 км |
Наклон | 92,8 ° |
РААН | 06:00 |
Главный телескоп | |
Тип | ПЗС-матрица Ричи-Кретьена с обратным переносом кадров и подсветкой |
Диаметр | 32 см [9] |
Фокусное отношение | f / 8 |
Длины волн | От 330 до 1100 нм |
Транспондеры | |
Вместимость | 1,2 Гбит / день нисходящий канал [11] |
Инструменты | |
Фотометр [12] | |
![]() Знаки отличия миссии. |
Небольшой спутник оснащен оптическим телескопом Ричи-Кретьена с апертурой 30 см, установленным на стандартной небольшой спутниковой платформе. Он был выведен на солнечно-синхронную орбиту высотой около 700 км.
Обзор науки
К концу 2010-х были открыты тысячи экзопланет ; [14] у некоторых есть измерения минимальной массы с помощью метода лучевых скоростей, в то время как другие, которые, как видно, проходят мимо своих родительских звезд, имеют измерения их физических размеров. На сегодняшний день у немногих экзопланет есть высокоточные измерения как массы, так и радиуса, что ограничивает возможность изучения разнообразия объемной плотности, которое могло бы дать подсказки относительно того, из каких материалов они сделаны и историю их образования. [15] При запланированной продолжительности миссии в 3,5 года CHEOPS должен измерить размер известных транзитных экзопланет, вращающихся вокруг ярких и близких звезд [16], а также поиск транзитов экзопланет, ранее обнаруженных по лучевой скорости. Ученые, стоящие за проектом, ожидают, что эти хорошо изученные транзитные экзопланеты станут главными целями для будущих обсерваторий, таких как JWST или чрезвычайно больших телескопов . [17]
История
Организованный в рамках партнерства Европейского космического агентства (ESA) и Швейцарского космического управления , CHEOPS был выбран в октябре 2012 года из 26 предложений в качестве первой космической миссии S-класса («малой») в программе ESA Cosmic Vision . [16] ЕКА является архитектором миссии и отвечает за космический корабль и обеспечение возможности запуска. Проект возглавляет Центр космоса и обитаемости при Бернском университете , Швейцария, при участии других швейцарских и европейских университетов. Главный исследователь научного инструмента Willy Benz в Бернском университете и главный научный сотрудник из ЕКА является Кейт Isaak . После этапа конкурса изготовителем космического корабля была выбрана компания Airbus Defense and Space в Испании. [6] [18] Стоимость миссии ЕКА ограничена 50 миллионами евро. [6] Компания Media Lario Srl (Италия) отвечала за оптическую отделку первичного оптического элемента. [19]
Космический корабль
Спутник имеет размеры примерно 1,5 × 1,5 × 1,5 м и гексагональную базовую конструкцию. Автобус корабля Хеопса основан на SEOSAT платформе. [11]
Солнцезащитный козырек
Солнцезащитный козырек , установленный на платформу защищает радиатор и детектор корпус от Солнца, и он также имеет солнечные панели для подсистемы электрической энергии. Солнцезащитный козырек окутывает шестиугольный автобус. [11]
Система управления ориентацией и орбитой (AOCS)
Система управления стабилизирована по 3 осям , но заблокирована надире , что гарантирует, что одна из осей космического корабля всегда направлена на Землю. Во время каждой орбиты космический аппарат будет медленно вращаться вокруг линии прямой видимости телескопа, чтобы излучатель фокальной плоскости был ориентирован в сторону холодного пространства, обеспечивая пассивное охлаждение детектора. Типичная продолжительность наблюдения составляет 48 часов. Во время типичного 48-часового наблюдения CHEOPS будет иметь стабильность наведения лучше восьми угловых секунд при достоверности 95%. [11] [20]
Система инструментов CHEOPS (СНГ)
Детектор, вспомогательная электроника, телескоп, внутренняя оптика, приборный компьютер и аппаратное обеспечение терморегулирования известны под общим названием CHEOPS Instrument System (CIS). Требуемая фотометрическая точность будет достигнута при использовании одинарного ПЗС- детектора с обратной засветкой от Teledyne e2v с разрешением 1024 × 1024 пикселей и шагом пикселя 13 мкм. ПЗС-матрица устанавливается в фокальной плоскости телескопа и будет пассивно охлаждаться до 233 К (-40 ° C) с термической стабильностью 10 мК. Телескоп представляет собой одиночный осевой телескоп Ричи-Кретьена среднего размера с диафрагмой f / 8 и апертурой 32 см, установленный на жесткой оптической скамье . [21] Женевский университет и Университет Берна предоставили мощный фотометр . [12]
Бляшки
К ЧЕОПС прикреплены две титановые бляшки с тысячами миниатюрных рисунков детей. Размер каждой таблички составляет около 18 х 24 см. Таблички, подготовленные командой Бернского университета прикладных наук, были открыты на специальной церемонии в RUAG 27 августа 2018 года. [22] Отдельные рисунки можно найти на веб-сайте CHEOPS, щелкнув карту Европы. [23]
Цели
Основная цель CHEOPS - точное измерение размеров (радиусов) экзопланет, для которых наземные спектроскопические исследования уже дали оценки массы. Знание массы и размера экзопланет позволит ученым определить плотность планет и, следовательно, их приблизительный состав, например, являются ли они газообразными или каменистыми . CHEOPS - наиболее эффективный инструмент для поиска мелких транзитов и определения точных радиусов известных экзопланет в диапазоне масс от суперземли до Нептуна (1-6 радиусов Земли). [6]
CHEOPS измеряет фотометрические сигналы с точностью, ограниченной звездным фотонным шумом, равным 150 ppm / мин для звезды 9-й величины . Это соответствует транзита с Земли размера планеты , вращающейся вокруг звезды 0,9 R ☉ в течение 60 дней определяли с помощью S / N транзита > 10 (100 частей на миллион по глубине транзита). Например, транзит размером с Землю через G-звезду создает глубину 80 ppm.
Различные научные цели требуют 500 отдельных наведения на цель. Предполагая, что на одно наведение 1 час, продолжительность полета оценивается в 1175 дней или 3,2 года. Вместе с 20% открытого времени, доступного сообществу, общая продолжительность миссии CHEOPS оценивается в 3,5 года. [24]
Космический корабль питается от солнечных батарей , которые также являются частью его солнечного щита . Они обеспечивают непрерывную мощность 60 Вт для работы прибора и обеспечивают пропускную способность нисходящего канала передачи данных не менее 1,2 Гбит / день. [11] Сбор данных начался в начале 2020 года. [25]
Приоритеты наблюдения
Восемьдесят процентов времени научных наблюдений на CHEOPS посвящено Программе гарантированных наблюдений времени CHEOPS (GTO), находящейся в ведении научной группы CHEOPS (под председательством Дидье Келоза ). [26] Большая часть программы GTO включает определение характеристик известных транзитных экзопланет и улучшение известных параметров. Частью программы GTO является поиск транзитов известных экзопланет, которые были подтверждены другими методами, такими как лучевая скорость , но не методом транзита. Другая часть программы GTO включает исследование мультисистем и поиск дополнительных планет в этих системах, например, с использованием метода изменения времени прохождения (TTV). [27]
Остальные 20% времени научных наблюдений на CHEOPS предоставляются научному сообществу в форме программы приглашенных наблюдателей (GO), проводимой ЕКА. Исследователи могут подавать предложения о наблюдениях в CHEOPS через ежегодную программу объявлений о возможностях (AO). [28] Утвержденные проекты AO-1 включают наблюдения горячих юпитеров HD 17156 b , Kelt-22A b , [29] теплого юпитера K2-139b , [30] мультисистем GJ 9827 , K2-138 , экзопланеты DS Tuc Ab. , [31] 55 Cancri e (вероятно, GTO), [32] [33] WASP-189 b [34] и другие наблюдения, связанные с наукой о экзопланетах, такие как планеты вокруг быстро вращающихся звезд, планетный материал вокруг белых карликов и поиск транзитных экзокометы около 5 Vulpeculae . [35]
Запуск
CHEOPS был запущен на борту ракеты - носителя " Союз-Фрегат " 18 декабря 2019 года в 08:54:20 UTC из Центра пространственной Гайаны в Куру , Французская Гвиана . [5] [36] CHEOPS отделились через два часа 23 минуты до старта. [37] Основной полезной нагрузкой является первым спутником АСИ «s COSMO-SkyMed созвездия второго поколения, CSG 1. Пусковая также развернуты три спутниками Cubesat , в том числе ЕКА OPS-SAT . [13] CHEOPS вышел на солнечно-синхронную полярную орбиту на высоте 712 км.
Первый свет
После того, как крышка телескопа была открыта 29 января 2020 года, [38] CHEOPS сделал свое первое световое изображение 7 февраля 2020 года. В центре изображения находится звезда HD 70843 , желто-белая звезда, расположенная на расстоянии около 150 световых лет от нас. Звезда была выбрана из-за ее яркости и положения на небе. Звезды на изображении размытые, что и предполагалось. Расфокусированное зеркало распределяет свет звезды по многим пикселям детектора, делая измерения звездного света более точными. [39] Первые световые изображения были лучше, чем ожидалось в результате лабораторных испытаний. Изображения были более гладкими и симметричными, что могло уменьшить шум, вызванный детектором и космическим кораблем. [40]
Планируется, что рутинные научные наблюдения начнутся в начале апреля 2020 года. [39]
В апреле 2020 года сообщалось, что телескоп начал научную работу. [41]
Полученные результаты
Опубликовано исследование WASP-189b («горячий Юпитер»). [42]
Было обнаружено, что TOI-178 имеет 6 планет, 5 из которых имеют орбитальные резонансы. [43] Планетарные плотности были рассчитаны.
Смотрите также
- Список проектов по поиску экзопланет
- CoRoT - европейский космический телескоп, который работал с 2006 по 2014 год.
- Космический телескоп Кеплер - Десятая миссия программы Discovery; оптический космический телескоп для экзопланетологии
- НАИБОЛЕЕ
- PLATO - Европейская оптическая космическая обсерватория для открытий экзопланет; миссия среднего класса в научной программе ЕКА
- Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) - космический телескоп НАСА, предназначенный для поиска экзопланет.
- Список предлагаемых космических обсерваторий - статья со списком в Википедии
Рекомендации
- ^ CHEOPS (характеристика спутника ExOPlanets). Справочник портала EO. Доступ 14 декабря 2019 г.
- ^ https://www.arianespace.com/wp-content/uploads/2019/12/VS23-launchkit-FR.pdf
- ^ CHEOPS Полезная нагрузка: единственный телескоп. [ постоянная мертвая ссылка ] Домашняя страница CHEOPS. Доступ 18 декабря 2019 г.
- ^ - Краткое содержание [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ a b "Рейс VS23: Союз взлетает с космодрома во Французской Гвиане" . Arianespace . Проверено 18 декабря 2019 .
- ^ a b c d миссия экзопланеты соответствует ключевым этапам на пути к запуску в 2017 году . ЕКА , 11 июля 2014 г.
- ^ CHEOPS прибыл в Куру. Барбара Вонарбург. 16 октября 2019 г.
- ^ «ЧЕОПС поедет на ракете« Союз » . cheops.unibe.ch . 6 апреля 2017. Архивировано из оригинала 17 сентября 2017 года . Проверено 19 сентября 2017 года .
- ^ a b - Статус и резюме миссии [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ https://www.arianespace.com/wp-content/uploads/2019/12/VS23-launchkit-EN.pdf
- ^ а б в г д Стеттлер, Ульрих. «Космический корабль» . ЧЕОПС . Архивировано из оригинала на 2019-08-13 . Проверено 16 декабря 2019 .
- ^ a b Запущен европейский телескоп Хеопса для изучения далеких миров. Джонатан Амос, BBC News . 18 декабря 2019 г.
- ^ а б «Призыв к СМИ: запуск Хеопса для изучения экзопланет» . www.esa.int . Проверено 13 декабря 2019 .
- ^ «Миссия ESA CHEOPS: в фокусе экзопланеты» . dw.com . Проверено 16 декабря 2019 .
- ^ «ЕКА собирается запустить космический телескоп, чтобы изучить, как устроены планеты» . newscientist.com . Проверено 16 декабря 2019 .
- ^ а б «Новый малый спутник ESA Science Programme будет изучать суперземли» . Пресс-релиз ЕКА . 19 октября 2012 . Проверено 19 октября 2012 года .
- ^ «Спутник ЕКА к запуску для измерения размеров экзопланет» . spaceflightnow.com . Проверено 16 декабря 2019 .
- ^ «Кто есть Кто в ЧЕОПС - ЧЕОПС - Космос» . www.cosmos.esa.int . Проверено 30 декабря 2019 .
- ^ «Хеопс» . ASI (на итальянском) . Проверено 18 декабря 2019 .
- ^ "Наука и технологии ЕКА - Космические аппараты" . sci.esa.int . Проверено 16 декабря 2019 .
- ^ "ESA Science & Technology - Instrument" . sci.esa.int . Проверено 16 декабря 2019 .
- ^ "Бляшки Хеопса" . www.esa.int . Проверено 16 декабря 2019 .
- ^ Джунго, Джанин (31 марта 2016). «ЧЕОПС-Детские рисунки» . ЧЕОПС . Проверено 18 декабря 2019 .
- ^ Broeg, C .; Fortier, A .; Ehrenreich, D .; Alibert, Y .; Baumjohann, W .; Benz, W .; Deleuil, M .; Gillon, M .; Иванов, А .; Liseau, R .; Мейер, М .; Oloffson, G .; Pagano, I .; Piotto, G .; Pollacco, D .; Queloz, D .; Ragazzoni, R .; Renotte, E .; Стеллер, М .; Томас, Н. (апрель 2013 г.). «CHEOPS: Миссия по транзитной фотометрии для программы малых миссий ЕКА». Сеть конференций EPJ . 47 : 03005. arXiv : 1305.2270 . Bibcode : 2013EPJWC..4703005B . DOI : 10.1051 / epjconf / 20134703005 . S2CID 44199674 .
- ^ «Хеопс наблюдает за своими первыми экзопланетами и готов к науке» . www.esa.int . 2020-04-16 . Проверено 29 апреля 2020 .
- ^ "Программа гарантированного наблюдения за временем CHEOPS - CHEOPS - Космос" . www.cosmos.esa.int . Проверено 15 ноября 2019 .
- ^ «Программа CHEOPS GTO: GTO v1.4» . 2019-03-19.
- ^ "Программа приглашенных наблюдателей CHEOPS - Программа приглашенных наблюдателей CHEOPS - Космос" . www.cosmos.esa.int . Проверено 15 ноября 2019 .
- ^ Лабади-Барц, Джонатан; Родригес, Джозеф Э .; Стассун, Кейван Г .; Ciardi, David R .; Пенев, Калоян; Johnson, Marshall C .; Гауди, Б. Скотт; Colón, Knicole D .; Биерила, Эллисон; Латам, Дэвид В .; Пеппер, Джошуа (21.01.2019). «KELT-22Ab: массивный, короткопериодический горячий Юпитер, проходящий через близнец, близкий к солнечному». Серия дополнений к астрофизическому журналу . 240 (1): 13. arXiv : 1803.07559 . Bibcode : 2019ApJS..240 ... 13L . DOI : 10.3847 / 1538-4365 / aaee7e . ISSN 1538-4365 . S2CID 54810218 .
- ^ Barragán, O .; Gandolfi, D .; Смит, AMS; Deeg, HJ; Фридлунд, MCV; Persson, CM; Donati, P .; Endl, M .; Csizmadia, Sz; Grziwa, S .; Неспрал, Д. (2018-04-01). «K2-139 b: маломассивный теплый Юпитер на 29-й орбите, проходящий мимо активной звезды K0 V». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 475 (2): 1765–1776. arXiv : 1702.00691 . Bibcode : 2018MNRAS.475.1765B . DOI : 10.1093 / MNRAS / stx3207 . ЛВП : 10486/684205 . ISSN 0035-8711 . S2CID 119077300 .
- ^ Ньютон, Элизабет Р .; Манн, Эндрю В .; Тоффлемир, Бенджамин М .; Пирс, Логан; Риццуто, Аарон Ч .; Вандербург, Андрей; Мартинес, Ракель А .; Ван, Джейсон Дж .; Руффио, Жан-Батист; Kraus, Adam L .; Джонсон, Маршалл С. (23.07.2019). «Охота TESS за молодыми и созревающими экзопланетами (THYME): планета в 45 Myr Tucana – Horologium Association». Астрофизический журнал . 880 (1): L17. arXiv : 1906.10703 . Bibcode : 2019ApJ ... 880L..17N . DOI : 10,3847 / 2041-8213 / ab2988 . ISSN 2041-8213 . S2CID 195658207 .
- ^ "Атмосфера, а не потоки лавы, для Exoplanet 55 Cancri e" . Небо и телескоп . 2017-11-27 . Проверено 18 декабря 2019 .
- ^ Трава, Александра. " " Хеопс "-Start wegen Softwareproblems verschoben" . Natur - Wiener Zeitung Online (на немецком языке) . Проверено 18 декабря 2019 .
- ^ Бернский университет (28 сентября 2020 г.). «Первое исследование с данными CHEOPS описывает одну из самых экстремальных планет во Вселенной» . EurekAlert! . Проверено 28 сентября 2020 .
- ^ «Программы АО-1 - Программа приглашенных наблюдателей CHEOPS - Космос» . www.cosmos.esa.int . Проверено 15 ноября 2019 .
- ^ «Рейс VS23: запуск перенесен на 18 декабря» . Arianespace . Проверено 17 декабря 2019 .
- ^ https://www.airbus.com/newsroom/press-releases/en/2019/12/airbusbuilt-cheops-s satellite- successfully- launched- on-soyuz.html
- ^ "Крышка открытого космического телескопа CHEOPS" . Портал . 2020-01-29 . Проверено 30 января 2020 .
- ^ а б "Идеальное размытие - первое изображение наблюдателя за экзопланетами CHEOPS" . ЕКА Наука и технологии .
- ^ «Космический телескоп CHEOPS делает свои первые снимки» . Портал . 2020-02-07 . Проверено 9 февраля 2020 .
- ^ https://www.bbc.com/news/science-environment-52307087
- ^ Первый результат от Хеопса миссии ЕКА сентября 2020
- ^ CHEOPS находит уникальную планетную систему Январь 2021
Внешние ссылки
- CHEOPS Домашняя страница ESA
- Домашняя страница CHEOPS включает орбитальное слежение за космическим кораблем CHEOPS
- Европа начнет поиск пригодных для жизни планет на своем космическом заднем дворе , 22 октября 2012 г., Стюарт Кларк, The Guardian
- Визуализация миссии CHEOPS - видео
- Орбитальное слежение на uphere.space