Kl. 06:51 EDT onsdag den 18. april sprængte en SpaceX Falcon 9-raket fra Floridas Cape Canaveral. Den bar NASA's TESS: satellit til undersøgelse af transiterende exoplanet. Fra det, vi kan fortælle, gik missionen problemfrit, da den første fase vendte tilbage til land på sin flydende pram i Atlanterhavet, og fase 2 fortsatte for at sende TESS ind i sin endelige bane.
Dette er en ændring af vagten, da vi nu går ind i de sidste dage for NASAs Kepler-rumteleskop. Det løber tør for brændstof og er allerede krøllet af tabet af dets reaktionshjul. Om bare få måneder vil NASA lukke det for godt.
Det er trist, men ikke rolig, med TESS på vej, fortsætter eksoplanet-videnskabsrejsen: søgning efter jordstørrede verdener i Mælkevejen.
Det er svært at tro, at vi kun har kendt til planeter, der kredser om andre stjerner i lidt over 20 år nu. Den første ekstrasolære planet, der blev fundet, var den varme jupiter 51 Pegasi B, som blev opdaget i 1995 af et team af schweiziske astronomer.
De fandt denne verden ved hjælp af metoden med radial hastighed, hvor planetens tyngdekraft trækker sin stjerne frem og tilbage og ændrer bølgelængden af det lys, vi ser nogensinde så lidt. Denne teknik er blevet raffineret og brugt til at opdage mange flere planeter, der kredser rundt om flere flere stjerner.
Men en anden teknik har været endnu mere succesrig: transitteknikken. Det er her, lyset fra stjernen måles omhyggeligt over tid og ser på enhver dyppe lysstyrke, når en planet passerer foran.
På det tidspunkt, hvor jeg skriver denne artikel i april 2018, er der 3.708 bekræftede planeter med flere tusinde flere kandidater, der har brug for yderligere bekræftelse.
Planeter findes overalt i alle former og størrelser. Fra de velkendte gasgiganter, stenede verdener og isgiganter, vi har i solsystemet, til de usædvanlige varme jupiter og superjord. Astronomer har endda fundet kometer i andre solsystemer, planeter som Saturn, men med ringsystemer, der dværgger vores naboplanet. Jakten er endda tændt til eksempler. Måner, der kredser rundt om planeter, der kredser rundt om andre stjerner.
NASAs Kepler-rumteleskop var det mest produktive planetjagtinstrument nogensinde bygget. Af de 3.708 planeter, der hidtil er opdaget, vendte Kepler 2.342 verdener op.
Kepler blev lanceret tilbage i marts 2009 og startede sin drift den 12. maj 2009. Det brugte sit 1,4 meter primære spejl til at observere en 12-graders region på himlen. Bare til sammenligning tager Månen cirka en halv grad op. Altså en region, der indeholder hundreder af gange størrelsen på Månen.
Kepler blev anbragt i en jord-efterfølgende bane omkring solen med en periode på 372,5 dage. Med et længere år driver teleskopet langsomt bag Jorden med ca. 25 millioner km om året.
Som jeg nævnte tidligere, var Kepler designet til at bruge transitteknikken ved at søge efter planeter, der passerede foran deres stjerner i denne meget specifikke himmelregion. Mens tidligere exoplanetundersøgelser kun havde fundet de mere massive planeter, var Kepler følsom nok til at se verdener med halvdelen af Jorden masser, der kredsede om andre stjerner.
Og alt gik godt indtil den 14. juli 2012, da et af rumfartøjets fire reaktionshjul mislykkedes. Dette er gyroskoper, der gør det muligt for rumfartøjet at ændre sin orientering uden drivmiddel. Intet problem, Kepler var designet til kun at have brug for tre. Derefter mislykkedes et andet hjul den 11. maj 2013, hvilket bragte en ende på sin vigtigste mission.
Hvad Kepler-ingeniørerne kom med, er et af de mest geniale rumfartøjs-redninger i rumfartens historie. De indså, at de kunne bruge et let tryk fra solen til perfekt at stabilisere teleskopet og holde det peget mod et område af himlen.
Dette gjorde det muligt for Kepler at fortsætte med at arbejde og observere endnu større dele af himlen, men dens bane omkring solen ville kun lade den se et område i en kortere periode. I stedet for at scanne sollignende stjerner, fokuserede Kepler sin opmærksomhed på røde dværgstjerner, der kan have jordstørrede verdener, der kredser rundt om dem hvert par dage.
Dette blev kendt som K2-æraen, og i løbet af denne periode dukkede det op yderligere 307 bekræftede og 480 ubekræftede planeter.
Men Kepler løber tør for tid nu. For cirka en måned siden meddelte NASA, at Kepler næsten var tør for brændstof. Dette brændstof er vigtigt, fordi en vigtig manøvre, den har brug for, er at pege sig selv tilbage og Jorden og uploade alle de data, den har samlet. NASA-figurer, der er kun få måneder væk nu, og når det sker, vil de instruere teleskopet til at pege på Jorden for en sidste gang, sende sine endelige data og derefter lukke ned for evigt.
Og i dag sprængte TESS med succes og gjorde det muligt at overtage, hvor Kepler forlader.
Den transporterer NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite, eller TESS, opfølgeren til Kepler, og søger efter eksoplaneter til næste niveau.
TESS-missionen har eksisteret i en eller anden form siden 2006, da den oprindeligt blev udtænkt som en privat finansieret mission af Google, Kavli Foundation og MIT.
I årenes løb blev det foreslået til NASA, og i 2013 blev det accepteret som en af NASAs Explorer-missioner. Dette er missioner med et budget på $ 200 millioner eller mindre. WISE og WMAP er andre eksempler på Explorer-missioner.
Men der er en masse forskelle mellem Kepler og TESS.
Kan du huske, da jeg sagde, at Kepler observerede et område på himlen med 12 x 12 grader? TESS overvåger hele himlen, et område, der er 400 gange større end hvad Kepler observerede.
Det har et sæt på 4 separate identiske teleskoper med CCD-kameraer, der hver er på 16,8 megapixel. De er opstillet for at give TESS en 24-graders firkantet udsigt over himlen. TESS bryder himlen op i 26 forskellige sektorer og studerer regionen i mindst 27 dage og skifter fra lys stjerne til lys stjerne hvert andet minut.
Mens Kepler lavede et dybt dykk i en bestemt himmelregion, vil TESS overvåge de 500.000 lyseste stjerner på himlen, som er 30 til 100 gange lysere end den slags stjerner, Kepler så på. Mange af dem vil være stjerner som vores egen sol.
Det er i stand til at undersøge hele himlen i løbet af to år, hvilket er et område 400 gange større end Kepler observerede. Og astronomer forventer, at missionen vil dukke tusinder af ekstrasolære planeter, hvoraf 500 vil være jordstørrelse eller superjordstore.
Ved at udføre denne brede undersøgelse af himlen med lyse stjerner, vil TESS finde de nære ekstrasolære planeter. Hvis en lys stjerne har planeter, der passerer foran sig fra vores perspektiv, finder TESS den. Det opretter det definitive katalog over nærliggende planeter.
Da disse verdener er meget lysere på himlen, er det lettere for verdens jord- og rumbaserede observatorier at følge op observationer. Astronomer vil være i stand til at måle størrelsen, massen, densiteten og endda atmosfærerne i ekstrasolære verdener. Vent bare til James Webb får detektorer for nogle af disse verdener.
Ud over sit primære job med at finde planeter, har NASA opfordret gæstundersøgere til at bruge rumfartøjet til anden videnskabelig forskning, såsom at finde kvasarer, spore stjernernes rotation og observere variationerne af dværgstjerner. Alt, der ændrer lysstyrken, vil være et godt mål for TESS.
Et interessant træk ved TESS-missionen vil være dens bane og tage den på en sti, som ingen anden mission nogensinde har brugt. Det kaldes en "P / 2-månens resonant" bane og tager rumfartøjet på en elliptisk bane, der tager halvdelen så lang tid som månen at kredser om Jorden - 13,7 dage.
På det nærmeste sted til Jorden vil det være 35.785 km over overfladen og det tager tre timer at overføre alle sine data til jordstationer. Derefter flyver den ud til det højeste punkt, i en højde af 373.300 km, ud af farerne ved Van Allen-bælterne.
Når TESS-missionen samles, vil vi vide meget om de ekstrasolære planeter i vores nærliggende kvarter. Nå, meget om planeterne, der perfekt stemmer overens med deres stjerner fra vores perspektiv. Og desværre er dette kun et par procent af stjernesystemerne derude.
Vi har brug for andre teknikker for at finde resten, hvilket jeg er sikker på, at vi vil dække i fremtidige artikler.
Bemærk: dette er transkriptet fra en video, vi har sendt. Se det her.
