CHEOPS (CHaracterisingExOPlanetsSatellite) rymdskepp öppnade precis locket på sitt teleskop. Rymdskeppet lanserades 18 december 2019 och har hittills uppträtt felfritt. På en eller två veckor kunde vi få våra första bilder från instrumentet.
CHEOPS är ett ESA-uppdrag i samarbete med Schweiz University of Bern. Dess uppdrag är inte att hitta exoplaneter, utan att titta närmare på stjärnor med kända exoplaneter och att se när planeterna passerar framför sin stjärna. Det kommer att se dessa transiter med ett skarpt öga och bestämmer storleken på dessa planeter med större noggrannhet och precision. Det kommer att leda till bättre mätningar av deras massa, densitet och sammansättning.
"... vi räknar med att kunna analysera och publicera de första bilderna inom en eller två veckor."
David Ehrenreich, CHEOPS-projektforskare, Genève universitet
”Strax efter lanseringen den 18 december 2019 testade vi kommunikationen med satelliten. Sedan den 8 januari 2020 började vi igångkörningen, det vill säga, vi startade datorn, genomförde tester och startade upp alla komponenter, ”förklarar Willy Benz, professor i astrofysik vid University of Bern och huvudforskare vid CHEOPS-uppdrag.
"Alla tester gick utmärkt," säger han. ”Men vi såg nu fram emot spännande och med lite nervositet till nästa avgörande steg: öppningen av CHEOPS-omslaget,” fortsätter Benz.
Täckningen öppnades klockan 07:38 onsdagen den 29 januari 2020. Mission Operation Center vid Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) i Madrid skickade kommandot att rymdskeppet skulle öppna upp.
"Att öppna locket på teleskopbaffeln är en kritisk operation för Cheops, vilket gör det möjligt för teleskopet att observera dess målstjärnor, och vi är mycket nöjda med att det utfördes felfritt," säger Nicola Rando, ESA Cheops projektledare.
Öppningen av locket signalerar början av ytterligare en omgång testning och kalibrering. Teleskopet tog hundratals bilder medan locket var på som en del av instrumentkalibreringen, och för nästa testfas kommer CHEOPS att titta på båda stjärnorna med exoplaneter och stjärnor utan.
"Under de kommande två månaderna kommer många stjärnor med och utan planeter att vara inriktade för att undersöka mätnoggrannheten för CHEOPS under olika förhållanden," förklarar Benz.
Denna fas är också viktig för markbesättningen vid Mission Operation Center. Det ger dem en chans att träna på alla aspekter av markoperationer.
"Rå data från CHEOPS bearbetas i den så kallade datareduktionsrörledningen", säger David Ehrenreich, CHEOPS-projektforskare vid universitetet i Genève. Ehrenreich förklarar: ”Den fullständiga bedömningen av förmågorna hos CHEOPS och markområdet kommer att ta lite tid. Vi räknar dock med att kunna analysera och publicera de första bilderna inom en eller två veckor. ”
CHEOPS är ett av ESAs nya S-Class (Small Class) -uppdrag. Detta är uppdrag med budgetar begränsade till 50 miljoner euro. CHEOPS är det första av dessa uppdrag, och Solar Wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer (SMILE), en gemensam insats med Kina, kommer att bli den nästa.
Det finns två primära metoder för att upptäcka exoplaneter. Kepler-uppdraget och TESS-uppdraget använder transitmetoden. Transitmetoden hänvisar till en exoplanet som reser, eller transiterar, framför sin stjärna ur vårt perspektiv. Ett minuts dopp i stjärnljus kan upptäckas och sedan bekräftas av andra teleskop.
Den andra metoden, och den första metoden att upptäcka en exoplanet, var metoden radiell hastighet. Denna metod fokuserar på stjärnan och upptäcker små wobblar i sin rörelse som en kretsande exoplanet bogserbilar på den. Det är också känt som Doppler-spektroskopi.
En tredje metod är direkt observation, men endast ett fåtal har direkt observerats.
Transitmetoden ger en bra indikation på storleken på en exoplanet, men inte dess massa. Och metoden med radiell hastighet kan ge en bra indikation på en planets massa, men inte dess storlek. Få av de 4 000 exoplaneterna som vi känner till har exakta data för både storlek och massa. Det gör det svårt att bestämma deras densitet och deras sammansättning. Att veta dessa saker kommer att hjälpa till att bestämma hur de bildades, och kommer också att belysa hur vår planet och solsystem blev.
CHEOPS kommer att observera exoplanet-värd stjärnor för att mäta de små förändringarna i deras ljusstyrka på grund av en planets transitering. Informationen möjliggör exakta och exakta mätningar av storleken på de kretsande planeterna. CHEOPS kommer att rikta in sig på stjärnor som är värd för planeter i storleksområdet Jorden till Neptun. Genom att kombinera storlekar med befintliga markspektroskopimätningar av planetmassorna kommer CHEOPS att ge en uppskattning av bulkdensitet - ett första steg mot att karakterisera planeter utanför vårt solsystem.
Under sitt 3,5-åriga uppdrag kommer CHEOPS att titta på de ljusaste stjärnorna i närheten som är kända för att vara värd för exoplaneter.
CHEOPS kommer att kunna karakterisera dessa exoplaneter med en ny nivå av precision. Dessa CHEOPS-resultat kommer att leda till ytterligare uppföljningsobservationer i framtiden av teleskop som James Webb rymdteleskop och av stora markbaserade teleskoper som det 40 meter extremt stora teleskopet som håller på att byggas. James Webbs infraröda kapacitet kommer också att möjliggöra detaljerad studie av exoplanet atmosfärer.
CHEOPS kretsar runt jordens stolpar på en höjd av 700 km. Den är i en solsynkron bana och följer terminatorn. Det kallas också en gryning i gryning med skymning, och rymdskeppet kommer alltid att peka sig mot jordens nattsida. Detta kommer att begränsa effekten av direkt solljus och solljus reflekterat från jorden på rymdskeppets mätningar.
CHEOPS är ett ganska enkelt instrument i hjärtat. Det är en typ av teleskop som kallas ett Ritchey-Chretien-teleskop, och det har en 32 cm (12 tum) bländare. Teleskopet kyls passivt till en temperatur på -40 Celsius. Rymdskeppet drivs av solpaneler som också fungerar som solskyddet.
80% av CHEOPS-observatörstiden kommer att spenderas på CHEOPS-garantitiden (GTO) -programmet. Det betyder att den kommer att spendera 80% av sin tid på att titta på kända exoplaneter, vilket kommer att göra dess drift mycket effektiv.
"Genom att rikta in oss på kända system vet vi exakt var vi ska titta på himlen och när för att fånga exoplanetstransiter mycket effektivt," säger Willy Benz, CHEOPS huvudutredare vid University of Bern, Schweiz. ”Detta gör det möjligt för CHEOPS att återvända till varje stjärna vid flera tillfällen runt tiden för transiteringen och spela in flera transiter, vilket ökar precisionen i våra mätningar och gör det möjligt för oss att utföra en första stegs karakterisering av små planeter - i jorden- till Neptune-storlekar. ”
De återstående 20% av observationstiden kommer att göras tillgängliga för den bredare astronominsamhället.
Mer:
- Pressmeddelande: Cover of CHEOPS Space Telescope Open
- ESA: CHEOPS Science mål
- Space Magazine: ESA: s CHEOPS Just Lunched. Vi ska veta mycket mer om exoplaneter
