CHEOPS - CHEOPS

Caracterizando Exoplanetas por Satélite (CHEOPS)
Nave espacial CHEOPS
Impressão artística do observatório espacial CHEOPS.
Tipo de missão Exoplanetologia , astrofísica
Operador Swiss Space Office
ESA
COSPAR ID 2019-092 B
SATCAT 44874Edite isso no Wikidata
Local na rede Internet cheops .unibe .ch
sci .esa .int / cheops
Duração da missão 3,5 anos (nominal)
Decorridos: 1 ano, 9 meses e 22 dias
Propriedades da espaçonave
Tipo de nave espacial Observatório espacial
Ônibus Plataforma SEOSAT
Fabricante Airbus Defense and Space (Espanha)
Massa de lançamento 273 kg
Massa de carga útil 58 kg
Dimensões 1,5 x 1,5 x 1,5 m
Poder 64 watts
Início da missão
Data de lançamento 18 de dezembro de 2019 às 08:54:20 UTC
Foguete Soyuz VS23 ·
Local de lançamento Centre Spatial Guyanais
( Ensemble de Lancement Soyouz )
Contratante Arianespace ·
Parâmetros orbitais
Sistema de referência Geocêntrico
Regime Sincronia com o Sol 06:00 / 18:00
Altitude do perigeu 712 km
Altitude de apogeu 715 km
Inclinação 92,8 °
RAAN 06:00
Telescópio principal
Modelo CCD retroiluminado de transferência de quadros Ritchey-Chrétien
Diâmetro 32 cm
Razão focal f / 8
Comprimentos de onda 330 a 1100 nm
Transponders
Capacidade 1,2 Gbit / dia de downlink
Instrumentos
Fotômetro
Logotipo da missão CHEOPS
A insígnia da missão.  

CHEOPS ( CH aracterising E x OP lanets S atellite) é um telescópio espacial europeu . Seu objetivo é determinar o tamanho de planetas extrasolares conhecidos , o que permitirá estimar sua massa, densidade, composição e sua formação. Lançado em 18 de dezembro de 2019, é a primeira missão de classe pequena no programa de ciências da Visão Cósmica da ESA .

O pequeno satélite possui um telescópio óptico Ritchey-Chrétien com uma abertura de 30 cm, montado em uma pequena plataforma de satélite padrão. Ele foi colocado em uma órbita sincronizada com o Sol de cerca de 700 km de altitude.

Visão geral da ciência

Milhares de exoplanetas foram descobertos até o final da década de 2010 ; alguns têm medições de massa mínima a partir do método de velocidade radial, enquanto outros que são vistos transitando por suas estrelas-mãe têm medidas de seu tamanho físico. Poucos exoplanetas até o momento possuem medidas altamente precisas de massa e raio, limitando a capacidade de estudar a variedade na densidade aparente que forneceria pistas sobre de que materiais eles são feitos e sua história de formação. Para a duração da missão planejada de 3,5 anos, o CHEOPS mede o tamanho de exoplanetas em trânsito conhecidos orbitando estrelas brilhantes e próximas, bem como busca por trânsitos de exoplanetas previamente descobertos por velocidade radial. Os cientistas por trás do projeto esperam que esses exoplanetas em trânsito bem caracterizados sejam os principais alvos de observatórios futuros, como o JWST ou os telescópios extremamente grandes .

História

O espelho do CHEOPS.

Organizado como uma parceria entre a Agência Espacial Europeia (ESA) e o Escritório Espacial Suíço , o CHEOPS foi selecionado em outubro de 2012 entre 26 propostas como a primeira missão espacial classe S ("pequena") no programa Visão Cósmica da ESA . A ESA é o arquiteto da missão e responsável pela aquisição de espaçonaves e oportunidades de lançamento. O projeto é liderado pelo Centro para o Espaço e Habitabilidade da Universidade de Berna , na Suíça, com contribuições de outras universidades suíças e europeias. O investigador principal do instrumento científico é Willy Benz na Universidade de Berna e a cientista principal da ESA é Kate Isaak . Após uma fase de competição, a Airbus Defense and Space na Espanha foi selecionada como a construtora da nave espacial. O custo da missão da ESA está limitado a 50 milhões de euros. A Media Lario Srl (Itália) foi responsável pelo acabamento óptico do elemento óptico primário.

Nave espacial

O satélite tem dimensões de aproximadamente 1,5 × 1,5 × 1,5 me uma estrutura de base hexagonal. O ônibus da espaçonave CHEOPS é baseado na plataforma SEOSAT .

Protetor solar

Uma proteção solar montada na plataforma protege o radiador e a caixa do detector contra o sol, e também possui painéis solares para o subsistema de energia elétrica. O protetor solar envolve o ônibus hexagonal.

Sistema de controle de atitude e órbita (AOCS)

O sistema de controle é estabilizado em 3 eixos , mas travado no nadir , garantindo que um dos eixos da espaçonave esteja sempre apontando para a Terra. Durante cada órbita, a espaçonave girará lentamente em torno da linha de visão do telescópio para manter o radiador do plano focal orientado para o espaço frio, permitindo o resfriamento passivo do detector. A duração típica da observação será de 48 horas. Durante uma observação típica de 48 horas, o CHEOPS terá uma estabilidade de apontamento melhor do que oito segundos de arco com 95% de confiança.

Sistema de instrumentos CHEOPS (CIS)

O detector, a eletrônica de suporte, o telescópio, a óptica de back-end, o computador do instrumento e o hardware de regulação térmica são conhecidos coletivamente como CHEOPS Instrument System (CIS). A precisão fotométrica necessária será alcançada usando um detector CCD retroiluminado com transferência de quadro único da Teledyne e2v com 1024 × 1024 pixels e uma distância entre pixels de 13 µm. O CCD é montado no plano focal do telescópio, e será resfriado passivamente a 233 K (−40 ° C), com estabilidade térmica de 10 mK. O telescópio é um único telescópio Ritchey-Chrétien de tamanho médio f / 8, no eixo com uma abertura de 32 cm, montado em um banco óptico rígido . A Universidade de Genebra e a Universidade de Berna forneceram o fotômetro poderoso .

Placas

Duas placas de titânio com milhares de desenhos miniaturizados de crianças foram fixadas no CHEOPS. Cada placa mede cerca de 18 x 24 cm. As placas, preparadas por uma equipe da Universidade de Ciências Aplicadas de Berna, foram reveladas em uma cerimônia dedicada na RUAG em 27 de agosto de 2018. Os desenhos individuais podem ser encontrados no site da CHEOPS clicando em um mapa da Europa.

Metas

O principal objetivo do CHEOPS é a medição precisa do tamanho (raios) dos exoplanetas para os quais pesquisas espectroscópicas baseadas em solo já forneceram estimativas de massa. Saber a massa e o tamanho dos exoplanetas permitirá aos cientistas determinar a densidade dos planetas e, portanto, sua composição aproximada, como se são gasosos ou rochosos . CHEOPS é o instrumento mais eficiente para pesquisar trânsitos rasos e determinar raios precisos para exoplanetas conhecidos na faixa de massa da super-Terra a Netuno (raio de 1-6 da Terra).

CHEOPS mede sinais fotométricos com uma precisão limitada pelo ruído de fóton estelar de 150  ppm / min para uma estrela de 9ª magnitude . Isso corresponde ao trânsito de um planeta do tamanho da Terra orbitando uma estrela de 0,9  R em 60 dias detectado com um trânsito S / N > 10 (profundidade de trânsito de 100 ppm). Por exemplo, um trânsito do tamanho da Terra através de uma estrela G cria uma profundidade de 80 ppm.

Os diferentes objetivos científicos requerem 500 pontos de destino separados. Assumindo 1 hora por apontar, a duração da missão é estimada em 1175 dias ou 3,2 anos. Juntamente com os 20% de tempo aberto disponível para a comunidade, a duração total da missão CHEOPS é estimada em 3,5 anos.

A espaçonave é alimentada por painéis solares que também fazem parte de seu protetor solar . Eles fornecem 60  W de potência contínua para operações do instrumento e permitem uma capacidade de downlink de dados de pelo menos 1,2 gigabit / dia. A coleta de dados começou no início de 2020.

Prioridades de observação

Oitenta por cento do tempo de observação científica no CHEOPS é dedicado ao Programa CHEOPS de Tempo Garantido (GTO), sob a responsabilidade da Equipe de Ciência CHEOPS (presidida por Didier Queloz ). A maior parte do programa GTO envolve a caracterização de exoplanetas em trânsito conhecidos e a melhoria de parâmetros conhecidos. Parte do programa GTO é encontrar trânsitos de exoplanetas conhecidos que foram confirmados por outras técnicas, como velocidade radial , mas não pelo método de trânsito. Outra parte do programa GTO inclui a exploração de multi-sistemas e busca de planetas adicionais nesses sistemas, por exemplo, usando o método de variação do tempo de trânsito (TTV).

Os outros 20% do tempo de observação científica no CHEOPS são disponibilizados para a comunidade científica na forma de um Programa de Observadores Convidados (GO) gerido pela ESA. Os pesquisadores podem enviar propostas para observações com o CHEOPS por meio de um programa anual de anúncios de oportunidade (AO). Os projetos AO-1 aprovados incluem observações dos júpiteres quentes HD 17156 b , Kelt-22A b , júpiter quente K2-139b , sistemas múltiplos GJ 9827 , K2-138 , o exoplaneta DS Tuc Ab , 55 Cancri e (provavelmente GTO), WASP-189 be outras observações relacionadas à ciência de exoplanetas, como planetas em torno de estrelas em rotação rápida, material planetário em torno de anãs brancas e busca de exocometas em trânsito em torno de 5 Vulpeculae .

Lançar

CHEOPS foi lançado a bordo de um foguete Soyuz-Fregat em 18 de dezembro de 2019, às 08:54:20 UTC do Centre Spatial Guyanais em Kourou , Guiana Francesa . CHEOPS separou após duas horas e 23 minutos da decolagem. A carga principal era o primeiro satélite da ASI 's COSMOSkymed constelação de segunda geração, CSG 1. O lançador também implantou três CubeSats , incluindo da ESA OPS-SAT . CHEOPS entrou em uma órbita polar sincronizada com o sol de 712 km de altitude.

Primeira luz

Depois que a cobertura do telescópio foi aberta em 29 de janeiro de 2020, CHEOPS fez sua primeira imagem luminosa em 7 de fevereiro de 2020. A imagem está centrada na estrela HD 70843 , uma estrela branco-amarela localizada a cerca de 150 anos-luz de distância. A estrela foi selecionada por causa de seu brilho e posição no céu. As estrelas na imagem estão desfocadas, o que é pretendido. O espelho desfocado distribui a luz da estrela por muitos pixels do detector, tornando as medições da luz das estrelas mais precisas. As primeiras imagens de luz foram melhores do que o esperado nos testes de laboratório. As imagens ficaram mais suaves e simétricas, o que pode reduzir o ruído causado pelo detector e pela espaçonave.

As Observações de Rotina da Ciência estão previstas para começar no início de abril de 2020.

Em abril de 2020, foi relatado que o telescópio iniciou as operações científicas.

Resultados

Um estudo de WASP-189b (um 'Júpiter quente') foi publicado.

TOI-178 foi encontrado para ter 6 planetas, 5 com ressonâncias orbitais. As densidades planetárias foram calculadas.

CHEOPS também vê rastros de outros satélites durante suas observações, uma vez que está em órbita terrestre baixa.

Veja também

Referências

links externos