ЧЕОПС - CHEOPS

Для египетского монарха см. Хуфу. Для прибора VLT см. ZIMPOL / CHEOPS.
Характеристики спутника экзопланет (CHEOPS)
Космический корабль CHEOPS
Впечатление художника от космической обсерватории CHEOPS.
Тип миссииЭкзопланетология, астрофизика
ОператорШвейцарский космический офис
ЕКА
COSPAR ID2019-092B
SATCAT нет.44874Отредактируйте это в Викиданных
Интернет сайтхеопс.unibe.ch
наука.esa.int/ хеопс
Продолжительность миссии3,5 года (номинально)
Прошло: 11 месяцев и 15 дней
Свойства космического корабля
Тип космического корабляКосмическая обсерватория
АвтобусSEOSAT Платформа [1]
ПроизводительAirbus Defense and Space (Испания)
Стартовая масса273 кг [2]
Масса полезной нагрузки58 кг [3]
Размеры1,5 х 1,5 х 1,5 м
Мощность64 Вт [4]
Начало миссии
Дата запуска18 декабря 2019 г., 08:54:20 UTC [5]
РакетаСоюз ВС23 [6]·[7]
Запустить сайтЦентр Пространственной Гайаны
(Ансамбль Lancement Soyouz )
ПодрядчикArianespace [8]·[9]
Параметры орбиты
Справочная системаГеоцентрический
РежимСолнечно-синхронный 06:00 / 18:00
Высота перигея712 км [10]
Высота апогея715 км
Наклон92.8°
РААН06:00
Главный телескоп
ТипРичи-Кретьен
ПЗС-матрица с обратной подсветкой и переносом кадров
Диаметр32 см [9]
Фокусное соотношениеf / 8
Длины волнОт 330 до 1100 нм
Транспондеры
Емкость1,2 Гбит / день нисходящий канал [11]
Инструменты
Фотометр [12]
Логотип миссии CHEOPS
Знаки отличия миссии. 

ЧЕОПС (CHхарактерный EИксOPланеты Sателлит) - европейский космический телескоп определить размер известных внесолнечные планеты, что позволит оценить их массу, плотность, состав и формирование. Запущенная 18 декабря 2019 года, это первая миссия малого класса в ЕКА. Космическое видение научная программа.[13]

Малый спутник оснащен оптическим Телескоп Ричи-Кретьена с апертурой 30 см, установлен на стандартной малой спутниковой платформе. Он был помещен в Солнечно-синхронная орбита высотой около 700 км.

Обзор науки

К концу прошлого века были открыты тысячи экзопланет. 2010-е;[14] у некоторых есть минимальная масса измерения от метод лучевых скоростей в то время как другие, которые видят транзит их родительские звезды имеют размеры своего физического размера. На сегодняшний день у немногих экзопланет есть высокоточные измерения массы и радиуса, что ограничивает возможность изучения разнообразия в объемная плотность это дало бы ключ к разгадке того, из каких материалов они сделаны и историю их образования.[15] При запланированной продолжительности миссии в 3,5 года CHEOPS должен измерить размер известных транзитный экзопланеты, вращающиеся 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 очень большие телескопы.[17]

История

Зеркало CHEOPS.

Организовано как партнерство между Европейское космическое агентство (ЕКА) и Швейцарский космический офис, CHEOPS был выбран в октябре 2012 года из 26 предложений в качестве первого S-класс ("малый") космический полет в ЕКА Космическое видение программа.[16] ЕКА является архитектором миссии и отвечает за обеспечение космического корабля и возможности запуска. Проект возглавляет Центр космоса и обитаемости на Бернский университет, Швейцария, при участии других швейцарских и европейских университетов. Главным исследователем научного инструмента является Вилли Бенц на Бернский университет и главный ученый из ЕКА является Кейт Исаак. После фазы соревнования Airbus Defense and Space в Испании был выбран строителем космического корабля.[6][18] Стоимость миссии ESA ограничена 50 миллионами евро.[6] Media Lario S.r.l. (Италия) отвечала за оптическую отделку первичного оптического элемента.[19]

Космический корабль

Спутник имеет размеры примерно 1,5 × 1,5 × 1,5 м и гексагональную конструкцию основания. В автобус КА CHEOPS базируется на SEOSAT Платформа.[11]

Солнцезащитный козырек

А солнцезащитный козырек установленная на платформе защищает радиатор и корпус датчика от солнца, а также имеет солнечные панели для подсистемы электроснабжения. Солнцезащитный козырек окружает шестиугольный автобус.[11]

Система управления ориентацией и орбитой (AOCS)

Система управления 3-осевая стабилизация, но надир заблокирован, гарантируя, 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 космоса, 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 с помощью однокадрового переноса кадра с задней подсветкой. CCD детектор из Теледайн e2v с разрешением 1024 × 1024 пикселей и шагом пикселя 13 мкм. ПЗС-матрица установлена ​​в фокальной плоскости телескопа и будет пассивно охлаждаться до 233 К (-40 ° C) с термической стабильностью 10 мК. Телескоп - одиночный, среднего размера, f / 8, осевой Телескоп Ричи-Кретьена с проемом 32 см, установленный на жестком оптическая скамья.[21] Женевский университет и Бернский университет предоставили мощный фотометр.[12]

Бляшки

К ЧЕОПС прикреплены две титановые пластины с тысячами миниатюрных рисунков детей. Размер каждой таблички составляет около 18 х 24 см. Таблички, изготовленные командой на Бернский университет прикладных наук были открыты на специальной церемонии в RUAG 27 августа 2018 г.[22] Отдельные рисунки можно найти на сайте CHEOPS, щелкнув карту Европы.[23]

Цели

Основная цель CHEOPS - точное измерение размеров (радиусов) экзопланет, для которых наземные спектроскопический опросы уже предоставили массовые оценки. Знание массы и размера экзопланет позволит ученым определить плотность планет и, следовательно, их приблизительный состав, например, являются ли они газообразными или скалистый. CHEOPS - наиболее эффективный инструмент для поиска мелких транзитов и точного определения радиусов известных экзопланет в суперземля до диапазона масс Нептуна (1-6 радиусов Земли).[6]

CHEOPS меры фотометрический сигналы с точностью, ограниченной звездным фотонным шумом 150промилле / мин для 9-го величина звезда. Это соответствует прохождению планеты размером с Землю, вращающейся вокруг звезды 0,9р☉ через 60 дней обнаружен с серийным номеромтранзит > 10 (глубина прохождения 100 ppm). Например, транзит размером с Землю через G-звезду создает глубину 80 ppm.

Различные научные цели требуют 500 отдельных наведения на цель. Если принять 1 час на наведение, продолжительность полета оценивается в 1175 дней или 3,2 года. Вместе с 20% свободного времени, доступного сообществу, общая продолжительность миссии CHEOPS оценивается в 3,5 года.[24]

Космический корабль питается от солнечные панели которые также являются частью его солнцезащитный козырек. Они обеспечивают 60W непрерывная мощность для работы с прибором и допускать минимум 1,2 гигабит пропускная способность нисходящего канала передачи данных в день.[11] Сбор данных начался в начале 2020 года.[25]

Приоритеты наблюдения

Восемьдесят процентов времени научных наблюдений на CHEOPS посвящено Программе гарантированных наблюдений за временем CHEOPS (GTO), ответственность за которую несет научная группа CHEOPS (под председательством Дидье Келоз ).[26] Большая часть программы GTO включает определение характеристик известных транзитных экзопланет и улучшение известных параметров. Частью программы GTO является поиск транзитов известных экзопланет, подтвержденных другими методами, такими как радиальная скорость, но не транзитным способом. Другая часть программы GTO включает исследование мультисистем и поиск дополнительных планет в этих системах, например, с использованием изменение времени прохождения (TTV) метод.[27]

Остальные 20% времени научных наблюдений на CHEOPS предоставляются научному сообществу в форме программы приглашенных наблюдателей (GO), проводимой ЕКА. Исследователи могут подавать заявки на наблюдения в CHEOPS через ежегодную программу объявлений о возможностях (AO).[28] Утвержденные проекты АО-1 включают наблюдения горячие юпитеры HD 17156 b, Кельт-22А б,[29] теплый юпитер К2-139б,[30] мульти системы GJ 9827, К2-138, экзопланета DS Tuc Ab,[31] 55 Cancri e (вероятно GTO),[32][33] WASP-189b[34] и другие наблюдения, связанные с наукой об экзопланетах, такие как планеты вокруг быстро вращающихся звезд, материал планет вокруг белые карлики и поиск транзита экзокометы вокруг 5 Vulpeculae.[35]

Запуск

CHEOPS запущен на борту Союз-Фрегат ракета 18 декабря 2019 г. в 08:54:20 UTC из Центр Пространственной Гайаны в Куру, Французская Гвиана.[5][36] CHEOPS отделились через два часа 23 минуты после старта.[37] Основной полезной нагрузкой был первый спутник КАК И Я с COSMO-SkyMed Созвездие второго поколения, CSG 1. На пусковой установке также были развернуты три CubeSats, в том числе ЕКА OPS-SAT.[13]

Первый свет

После открытия крышки телескопа 29 января 2020 г.[38] CHEOPS взял первый свет изображение от 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 на множество пикселей детектора, делая измерения звездного света более точными.[39] Первые световые изображения были лучше, чем ожидалось в результате испытаний в лаборатории. Изображения были более гладкими и симметричными, что могло уменьшить шум вызвано детектором и космическим кораблем.[40]

Планируется, что регулярные научные наблюдения начнутся в начале апреля 2020 года.[39]

В апреле 2020 года сообщалось, что телескоп начал научную работу.[41]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ CHEOPS (характеристика спутника ExOPlanets). Справочник портала EO. Доступ 14 декабря 2019 г.
  2. ^ https://www.arianespace.com/wp-content/uploads/2019/12/VS23-launchkit-FR.pdf
  3. ^ CHEOPS Полезная нагрузка: одиночный телескоп.[постоянная мертвая ссылка ] Домашняя страница CHEOPS. Доступ 18 декабря 2019 г.
  4. ^ - Управляющее резюме[постоянная мертвая ссылка ]
  5. ^ а б "Рейс VS23:" Союз "взлетает с космодрома во Французской Гвиане". Arianespace. Получено 2019-12-18.
  6. ^ а б c d миссия экзопланеты соответствует ключевым этапам на пути к запуску в 2017 году. ЕКА, 11 июля 2014 г.
  7. ^ CHEOPS прибыл в Куру. Барбара Вонарбург. 16 октября 2019 г.
  8. ^ «ЧЕОПС поедет на ракете« Союз ». cheops.unibe.ch. 6 апреля 2017. Архивировано с оригинал 17 сентября 2017 г.. Получено 19 сентября 2017.
  9. ^ а б - Статус и резюме миссии[постоянная мертвая ссылка ]
  10. ^ https://www.arianespace.com/wp-content/uploads/2019/12/VS23-launchkit-EN.pdf
  11. ^ а б c d е Стеттлер, Ульрих. «Космический корабль». ЧЕОПС. Архивировано из оригинал на 2019-08-13. Получено 2019-12-16.
  12. ^ а б Запущен европейский телескоп Хеопса для изучения далеких миров. Джонатан Амос, Новости BBC. 18 декабря 2019 г.
  13. ^ а б «Призыв к СМИ: запуск Хеопса для изучения экзопланет». www.esa.int. Получено 2019-12-13.
  14. ^ "Миссия ESA CHEOPS: в центре внимания экзопланеты". dw.com. Получено 2019-12-16.
  15. ^ «ЕКА собирается запустить космический телескоп, чтобы изучить, как устроены планеты». newscientist.com. Получено 2019-12-16.
  16. ^ а б «Новый малый спутник ЕКА будет изучать суперземли». Пресс-релиз ЕКА. 19 октября 2012 г.. Получено 19 октября 2012.
  17. ^ «Спутник ЕКА запускается для измерения размеров экзопланет». spaceflightnow.com. Получено 2019-12-16.
  18. ^ «Кто есть Кто в ЧЕОПС - ЧЕОПС - Космос». www.cosmos.esa.int. Получено 2019-12-30.
  19. ^ "Хеопс". КАК И Я (на итальянском). Получено 2019-12-18.
  20. ^ "ESA Science & Technology - Космический корабль". sci.esa.int. Получено 2019-12-16.
  21. ^ "ESA Science & Technology - Инструмент". sci.esa.int. Получено 2019-12-16.
  22. ^ "Бляшки Хеопса". www.esa.int. Получено 2019-12-16.
  23. ^ Джунго, Джанин (31 марта 2016). "ЧЕОПС-Детские рисунки". ЧЕОПС. Получено 2019-12-18.
  24. ^ Broeg, C .; Фортье, А .; 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. Дои:10.1051 / epjconf / 20134703005. S2CID  44199674.
  25. ^ «Хеопс наблюдает за своими первыми экзопланетами и готов к науке». www.esa.int. 2020-04-16. Получено 2020-04-29.
  26. ^ "Программа гарантированного наблюдения за временем CHEOPS - CHEOPS - Cosmos". www.cosmos.esa.int. Получено 2019-11-15.
  27. ^ "Программа CHEOPS GTO: GTO v1.4". 2019-03-19.
  28. ^ "Программа приглашенных наблюдателей CHEOPS - Программа приглашенных наблюдателей CHEOPS - Космос". www.cosmos.esa.int. Получено 2019-11-15.
  29. ^ 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, переходящий к близнецу, близкому к Солнцу". Серия дополнений к астрофизическому журналу. 240 (1): 13. arXiv:1803.07559. Bibcode:2019ApJS..240 ... 13л. Дои:10.3847 / 1538-4365 / aaee7e. ISSN  1538-4365. S2CID  54810218.
  30. ^ Barragán, O .; Gandolfi, D .; Smith, A.M.S .; Deeg, H.J .; Фридлунд, M. C. V .; Persson, C.M .; Donati, P .; Endl, M .; Csizmadia, Sz; Grziwa, S .; Nespral, D. (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:2018МНРАС.475.1765Б. Дои:10.1093 / мнрас / стх3207. HDL:10486/684205. ISSN  0035-8711. S2CID  119077300.
  31. ^ 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 К. (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. Дои:10.3847 / 2041-8213 / ab2988. ISSN  2041-8213. S2CID  195658207.
  32. ^ "Атмосфера, а не потоки лавы, для Exoplanet 55 Cancri e". Небо и телескоп. 2017-11-27. Получено 2019-12-18.
  33. ^ Трава, Александра. ""Хеопс "-Start wegen Softwareproblems verschoben". Natur - Wiener Zeitung Online (на немецком). Получено 2019-12-18.
  34. ^ Бернский университет (28 сентября 2020 г.). «Первое исследование с данными CHEOPS описывает одну из самых экстремальных планет во Вселенной». EurekAlert!. Получено 28 сентября 2020.
  35. ^ «Программы АО-1 - Программа приглашенных наблюдателей CHEOPS - Космос». www.cosmos.esa.int. Получено 2019-11-15.
  36. ^ «Рейс VS23: запуск перенесен на 18 декабря». Arianespace. Получено 2019-12-17.
  37. ^ https://www.airbus.com/newsroom/press-releases/en/2019/12/airbusbuilt-cheops-s satellite-successfully-launched-on-soyuz.html
  38. ^ "Крышка космического телескопа CHEOPS открыта". Портал. 2020-01-29. Получено 2020-01-30.
  39. ^ а б "Идеальное размытие - первое изображение наблюдателя за экзопланетами CHEOPS". ЕКА Наука и технологии.
  40. ^ «Космический телескоп CHEOPS делает свои первые снимки». Портал. 2020-02-07. Получено 2020-02-09.
  41. ^ https://www.bbc.com/news/science-environment-52307087

внешняя ссылка

Библиотечные ресурсы о
ЧЕОПС