CHEOPS (CHaracterisingExOPlanetsSatellite) rumfartøj åbnede netop dækslet på sit teleskop. Rumfartøjet blev lanceret den 18. december 2019 og har hidtil fungeret fejlfrit. På en eller to uger kunne vi hente vores første billeder fra instrumentet.
CHEOPS er en ESA-mission i partnerskab med Schweiz Universitet i Bern. Dets mission er ikke at finde exoplaneter, men at se nærmere på stjerner med kendte exoplaneter og se, når disse planeter passerer foran deres stjerne. Den vil se disse transitter med et skarpt øje og bestemmer størrelsen på disse planeter med større nøjagtighed og præcision. Det vil føre til bedre målinger af deres masse, densitet og sammensætning.
”… Vi forventer at være i stand til at analysere og offentliggøre de første billeder inden for en eller to uger.”
David Ehrenreich, CHEOPS-projektforsker, Genève Universitet
”Kort efter lanceringen den 18. december 2019 testede vi kommunikationen med satellitten. Derefter, den 8. januar 2020, startede vi idriftsættelsen, det vil sige, at vi startede computeren, udførte test og startede alle komponenterne, ”forklarer Willy Benz, professor i astrofysik ved University of Bern og hovedundersøgelsesleder for CHEOPS-mission.
”Alle testene gik fremragende godt,” siger han. ”Vi så imidlertid nu fremad begejstret og med lidt nervøsitet til det næste afgørende trin: åbningen af CHEOPS-dækslet,” fortsætter Benz.
Dækslet blev åbnet kl. 07.38 onsdag den 29. januar 2020. Mission Operation Center ved Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) i Madrid sendte kommandoen for, at rumfartøjet skulle åbne op.
”Åbning af dækslet til teleskopbaffelen er en kritisk handling for Cheops, hvilket gør det muligt for teleskopet at observere dets målstjerner, og vi er meget glade for, at det blev udført fejlfrit,” sagde Nicola Rando, ESA Cheops-projektleder.
Åbningen af dækslet signaliserer starten på endnu en runde test og kalibrering. Teleskopet tog hundreder af billeder, mens dækslet var tændt som en del af instrumentkalibreringen, og for den næste testfase vil CHEOPS se på begge stjerner med eksoplaneter og stjerner uden.
”I de næste to måneder vil mange stjerner med og uden planeter blive målrettet for at undersøge målepræcisionen for CHEOPS under forskellige forhold,” forklarer Benz.
Denne fase er også vigtig for jordbesætningen på Mission Operation Center. Det giver dem en chance for at træne på alle aspekter af jorden.
”Rå data fra CHEOPS behandles i den såkaldte datareduktionsrørledning,” siger David Ehrenreich, CHEOPS-projektforsker ved Universitetet i Genève. Ehrenreich forklarer: ”Den komplette vurdering af evnerne hos CHEOPS og jordsegmentet vil tage nogen tid. Vi forventer dog at være i stand til at analysere og offentliggøre de første billeder inden for en eller to uger. ”
CHEOPS er en af ESAs nye S-klasse (Small Class) -opgaver. Dette er missioner med budgetter, der er begrænset til $ 50 millioner euro. CHEOPS er den første af disse missioner, og Solar Wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer (SMILE), en fælles indsats med Kina, vil være den næste.
Der er to primære metoder til påvisning af eksoplaneter. Kepler-missionen og TESS-missionen anvender transitmetoden. Transitmetoden henviser til en eksoplanet, der rejser eller transiterer foran sin stjerne fra vores perspektiv. Den minutdyppe i stjernelys kan detekteres og derefter bekræftes af andre teleskoper.
Den anden metode og den første metode til at opdage en exoplanet var metoden med radial hastighed. Denne metode fokuserer på stjernen og registrerer små vugger i sin bevægelse som en kredsende exoplanet slæber mod den. Det er også kendt som Doppler-spektroskopi.
En tredje metode er direkte observation, men kun nogle få er direkte observeret.
Transitmetoden giver en god indikation af størrelsen på en exoplanet, men ikke dens masse. Og metoden med radial hastighed kan give en god indikation af planetens masse, men ikke dens størrelse. Få af de 4.000 exoplaneter, som vi kender til, har nøjagtige data for både størrelse og masse. Det gør det vanskeligt at bestemme deres densitet og deres sammensætning. At kende disse ting vil hjælpe med at bestemme, hvordan de dannede sig, og vil også kaste lys over, hvordan vores planet og solsystem blev til.
CHEOPS vil observere stjerner, der er vært for eksoplanet, for at måle de små ændringer i deres lysstyrke på grund af en planets transit. Oplysningerne muliggør nøjagtige og præcise målinger af størrelserne på de kredsende planeter. CHEOPS vil målrette stjerner, der er vært for planeter i størrelsesområdet super-Jorden til Neptun. Ved at kombinere størrelser med eksisterende jordspektroskopimålinger af planetmasserne vil CHEOPS give et skøn over bulkdensitet - et første skridt hen imod karakterisering af planeter uden for vores solsystem.
I løbet af sin 3,5-årige mission vil CHEOPS se på de lyseste stjerner i nærheden, der vides at være vært for eksoplaneter.
CHEOPS vil være i stand til at karakterisere disse exoplaneter med et nyt niveau af præcision. Disse CHEOPS-resultater vil føre til yderligere opfølgningsobservationer i fremtiden med teleskoper som James Webb-rumteleskopet og af store jordbaserede teleskoper som det 40 meter ekstremt store teleskop, der i øjeblikket er under opførelse. James Webbs infrarøde kapaciteter tillader også detaljeret undersøgelse af eksoplanet-atmosfærer.
CHEOPS kredser om jordens poler i en højde af 700 km. Det er i en sol-synkron bane og følger terminatoren. Det kaldes også en daggry-skumringskredsløb, og rumfartøjet vil altid pege sig mod Jordens nattside. Dette vil begrænse effekten af direkte sollys og sollys reflekteret fra Jorden på rumfartøjets målinger.
CHEOPS er et ret simpelt instrument i hjertet. Det er en type teleskop kaldet et Ritchey-Chretien-teleskop, og det har en åbning på 32 cm (12 tommer). Teleskopet afkøles passivt til en temperatur på -40 Celsius. Rumfartøjet drives af solcellepaneler, der også fungerer som solskærmen.
80% af CHEOPS-observationstiden vil blive brugt på CHEOPS-garanteret tidsobservationsprogram (GTO). Det betyder, at den vil bruge 80% af sin tid på at se på kendte exoplaneter, hvilket vil gøre dens drift meget effektiv.
”Ved at målrette kendte systemer ved vi nøjagtigt, hvor vi skal se på himlen, og hvornår vi skal fange exoplanettransit meget effektivt,” siger Willy Benz, CHEOPS hovedundersøgelsesleder ved University of Bern, Schweiz. ”Dette gør det muligt for CHEOPS at vende tilbage til hver stjerne ved flere lejligheder omkring transittidspunktet og registrere adskillige transitter, hvilket øger nøjagtigheden af vores målinger og gør det muligt for os at udføre en første-trins karakterisering af små planeter - i Jorden- til Neptune-størrelsesområdet. ”
De resterende 20% af observationstiden stilles til rådighed for det bredere astronomisamfund.
Mere:
- Pressemeddelelse: Cover for CHEOPS Space Telescope Open
- ESA: CHEOPS Science mål
- Space Magazine: ESAs CHEOPS lige lanceret. Vi er ved at lære meget mere om eksoplaneter
