CHEOPS: Euroopan Exoplanet Transit Hunter
CHEOPS etsii eksoplaneettoja etsimällä kirkkauden heikkenemistä, jonka ne aiheuttavat ohittaessaan vanhemman tähden. (Kuva: Bernin yliopisto)
CHEOPS tai ExOPlanet Satellitea kuvaava avaruusteleskooppi keskittyy kirkkaisiin tähtiin, joiden tiedetään vastaanottavan planeettoja. Euroopan avaruusjärjestön tehtävä käynnistyi 18. joulukuuta 2019.
Teleskooppi selvittää maapallon ja Neptunuksen välisen planeetan säteet katsomalla, kuinka planeetat kulkevat tai kulkevat isäntätähtien kasvojen yli. Se tekee tämän tekemällä fotometriaa (mittaamalla valoa) ennennäkemättömällä tarkkuudella ja katsomalla, kuinka jokainen planeetta himmentää isäntänsä valoa kauttakulun aikana. Tavoitteena on selvittää, mitkä planeetat olisivat parhaita seurantatarkkailuja varten, etenkin oppiakseen lisää niiden ilmakehästä, joka on tärkeä osa asumiskykyä.
CHEOPS kiertää maata auringon synkronisella kiertoradalla, mikä tarkoittaa, että aurinko on aina samassa suhteellisessa asennossa kaukoputkeen nähden. CHEOPSin odotetaan kestävän vähintään 3,5 vuotta tieteellistä toimintaa.
CHEOPS -historia
Euroopan avaruusjärjestön nykyinen suunnittelusykli on nimeltään Cosmic Vision 2015-2025, joka tunnistaa avaruusyhteisön ensisijaiset tieteelliset kysymykset ja valitsee sitten tehtävät vastaamaan näihin kysymyksiin. Cosmic Visionin suunnittelu aloitettiin ensimmäisen kerran vuonna 2007, ja sen jälkeen ESA on säännöllisesti valinnut tehtäviä pienessä, keskisuuressa ja suuressa luokassa (S, M ja L).
CHEOPS valittiin yli 25 muun ehdotuksen joukkoon ensimmäiseksi S-luokan tilaisuudeksi vuonna 2012 ja lanseerataan vuonna 2018. Toinen S-luokan tehtävä, Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer tai SMILE, valittiin vuonna 2015 lanseerattavaksi vuonna 2021.
Avaruusalus oli valmis rakentamaan vuoteen 2014 mennessä. Vuoden 2017 alusta lähtien CHEOPS -tiimi rekrytoi tiedetiimin jäseniä liittymään ryhmään.
Suhdetoimintatyökaluna CHEOPS kuljettaa 3000 eurooppalaisten lasten piirustusta avaruustutkimuksesta. Nämä piirustukset kutistetaan 1 000 kertaa pienemmiksi ja kaiverretaan kahteen satelliittiin kiinnitettyyn metallilaattaan.
CHEOPS tiede
CHEOPS keskittyy niihin planeettoihin, jotka sijaitsevat Maapallon ja Neptunuksen välisellä alueella, joka kattaa planeetat, jotka ovat muutamia kertoja suurempia kuin Maapallo, mutta ovat kuitenkin todennäköisesti kivisiä. Se etsii myös planeettoja, joilla on paljon ilmakehää verrattuna niiden massaan. Tehtävä mittaa planeettojen säteet (mikä kertoo sen koon.) Jos planeetan massa päätetään maan mittauksista, tutkijat voivat sitten laskea planeettojen tiheyden jakamalla planeetan massan tilavuudellaan (tilavuus voi olla säteen perusteella.)
Tiedämme nämä tiedot vain karkeasti useimmilta planeetoilta, ja CHEOPSin tukijat lupaavat, että tehtävä antaa sädetiedot ennennäkemättömällä tarkkuudella.
Joitakin sen tieteellisiä tavoitteita ovat ymmärtää Neptunuksen kaltaisten planeettojen muodostuminen ja käyttäytyminen; selvittää kohteita tuleville maanpäällisille tai avaruuspohjaisille teleskoopeille spektroskooppisten analyysien tekemiseksi; ja oppia lisää 'kuumien Jupiterien' (Jupiterin kaltaisten planeettojen lähellä niiden tähtiä) ilmakehästä nähdäksesi kuinka energia siirtyy planeetan kuumalta päivältä viileämmälle yöpuolelle.
CHEOPS käyttää lataukseen kytkettyä laitetta (CCD), joka on asennettu kaukoputkeen, jonka aukko on noin 12 tuumaa (32 senttimetriä). Ilmaisin jäähdytetään passiivisesti noin 233 kelviniin (miinus 40 celsiusastetta tai miinus 40 astetta Fahrenheit).
CHEOPS -instrumenttijärjestelmä sisältää seuraavat osat:
- Optinen teleskooppikokoonpano (OTA), joka sisältää kaukoputken, optisen rakenteen, taustaoptiikan, polttotasomoduulin ja jäähdyttimet.
- Ohjauslevy ja kansi (BCA) hajavalon hallitsemiseksi. Tämä sisältää ulkoisen ohjauslevyn ja kannen. (Kansi on suunniteltu pääasiassa suojaamaan kaukoputkea laukaisun aikana.)
- Anturielektroniikkamoduuli (SEM), joka sisältää anturiohjausyksikön (CCD: lle) ja tehonsäätöyksikön jännitteiden ja lämpötilan ohjaamiseksi.
- Takaosan elektroniikka (BEE), joka sisältää digitaalisen prosessointiyksikön ja virtalähteen.
Muut eksoplaneetan tehtävät
Valikoima muita eksoplaneettatehtäviä sisältää:
ESAn COnvection ROtation and planetary Transits (COROT), joka käynnistyi vuonna 2007 ja päättyi vuonna 2013. COROTin päätavoitteena oli löytää lyhyitä kiertoradalla olevia aurinkokunnan ulkopuolisia planeettoja (erityisesti planeettoja, jotka ovat hiukan suurempia kuin maapallo) ja suorittaa astroseismologiaa isäntä tähdet. Se oli ensimmäinen avaruuden observatorio, joka oli omistettu planeettojen etsimiseen kauttakulkumenetelmällä, ja CHEOPS -menetelmä on vahvasti COROTin innoittama.
NASA: n Keplerin avaruusteleskooppi , joka käynnistyi vuonna 2009 ja on löytänyt tuhansia eksoplaneetan ehdokkaita. Yksi sen tavoitteista on löytää maapallon kokoinen planeetta, joka kiertää auringon kokoisen tähden asutuskelpoisella vyöhykkeellä (jossa vettä voisi olla tällä planeetalla). Vaikka avaruusaluksen ensisijainen tehtävä päättyi vuonna 2013, kun kaksi osoitinlaitetta, nimeltään gyroskoopit, epäonnistuivat, Kepler on nyt toisessa tehtävässä katsomassa planeettoja taivaan eri osissa.
NASA: n Hubble -avaruusteleskooppi (lanseerattiin vuonna 1991) ja Spitzer -avaruusteleskooppi (lanseerattiin vuonna 2003) suunniteltiin ja lanseerattiin eksoplaneetatieteen ollessa nuori; Hubblea ei itse asiassa ollut suunniteltu katsomaan eksoplaneettoja, koska yksikään niistä ei ollut tiedossa ennen sen laukaisua. Spitzer oli ensimmäinen kaukoputki, joka havaitsi aurinkokunnan ulkopuolisen planeetan valon, ja on antanut tietoa eksoplaneetan lämpötiloista ja ilmakehän koostumuksesta. Spitzer vahvisti tai löysi myös seitsemän kallioista planeettaa yhden tähden ympärille TRAPPIST-1 , lajityypin suurin löytö. Hubble on myös tehnyt monia eksoplaneettojen löytöjä ja ilmakehän mittauksia.
Tulevia tehtäviä, joiden odotetaan tekevän eksoplaneettoja, ovat TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite, katsomaan planeettoja, jotka kulkevat kirkkaiden tähtien yli; laukaisu vuonna 2018), JWST (James Webb Space Telescope, jolla on riittävän suuri peili luonnehtimaan joitain eksoplaneetta -ilmakehiä; laukaisu vuonna 2018) ja WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope, joka voisi suoraan kuvata eksoplaneettoja; laukaista 2020 -luvulla).
Lisäresurssi
