CHEOPS ( CH aracterising E x OP lanets S atellite) es un europeo telescopio espacial . Su objetivo es determinar el tamaño de planetas extrasolares conocidos , lo que permitirá estimar su masa, densidad, composición y su formación. Lanzada el 18 de diciembre de 2019, es la primera misión de clase reducida del programa científico Cosmic Vision de la ESA . [13]
Tipo de misión | Exoplanetología , astrofísica |
---|---|
Operador | Oficina espacial suiza ESA |
ID COSPAR | 2019-092B |
SATCAT no. | 44874 |
Sitio web | cheops sci |
Duración de la misión | 3,5 años (nominal) Transcurridos: 1 año, 6 meses y 25 días |
Propiedades de la nave espacial | |
Tipo de nave espacial | Observatorio espacial |
Autobús | Plataforma SEOSAT [1] |
Fabricante | Airbus Defence and Space (España) |
Masa de lanzamiento | 273 kg [2] |
Masa de carga útil | 58 kg [3] |
Dimensiones | 1,5 x 1,5 x 1,5 m |
Energía | 64 vatios [4] |
Inicio de la misión | |
Fecha de lanzamiento | 18 de diciembre de 2019 a las 08:54:20 UTC [5] |
Cohete | Soyuz VS23 [6] · [7] |
Sitio de lanzamiento | Centre Spatial Guyanais ( Ensemble de Lancement Soyouz ) |
Contratista | Arianespace [8] · [9] |
Parámetros orbitales | |
Sistema de referencia | Geocéntrico |
Régimen | Sincrónico al sol 06:00 / 18:00 |
Altitud del perigeo | 712 kilometros [10] |
Altitud de apogeo | 715 kilometros |
Inclinación | 92,8 ° |
RAAN | 06:00 |
Telescopio principal | |
Tipo | CCD iluminado en la parte posterior de transferencia de marco de Ritchey-Chrétien |
Diámetro | 32 cm [9] |
Relación focal | f / 8 |
Longitudes de onda | 330 hasta 1100 nm |
Transpondedores | |
Capacidad | Enlace descendente de 1,2 Gbit / día [11] |
Instrumentos | |
Fotómetro [12] | |
La insignia de la misión. |
El pequeño satélite cuenta con un telescopio óptico Ritchey-Chrétien con una apertura de 30 cm, montado en una pequeña plataforma de satélite estándar. Se colocó en una órbita sincrónica con el Sol de unos 700 km de altitud.
Resumen de la ciencia
Se han descubierto miles de exoplanetas a finales de la década de 2010 ; [14] algunas tienen medidas de masa mínima a partir del método de velocidad radial, mientras que otras que se ven en tránsito por sus estrellas madre tienen medidas de su tamaño físico. Hasta la fecha, pocos exoplanetas tienen medidas altamente precisas tanto de masa como de radio, lo que limita la capacidad de estudiar la variedad en densidad aparente que proporcionaría pistas sobre los materiales de los que están hechos y su historial de formación. [15] Para la duración prevista de la misión de 3,5 años, CHEOPS mide el tamaño de exoplanetas en tránsito conocidos que orbitan estrellas brillantes y cercanas [16] , así como la búsqueda de tránsitos de exoplanetas previamente descubiertos a través de la velocidad radial. Los científicos detrás del proyecto esperan que estos exoplanetas en tránsito bien caracterizados sean los principales objetivos de futuros observatorios como JWST o los telescopios extremadamente grandes . [17]
Historia
Organizada como una asociación entre la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Oficina Espacial Suiza , CHEOPS fue seleccionada en octubre de 2012 entre 26 propuestas como la primera misión espacial de clase S ("pequeña") en el programa Cosmic Vision de la ESA . [16] La ESA es el arquitecto de la misión y responsable de la adquisición de naves espaciales y oportunidades de lanzamiento. El proyecto está dirigido por el Centro para el Espacio y la Habitabilidad de la Universidad de Berna , Suiza, con contribuciones de otras universidades suizas y europeas. El investigador principal del instrumento científico es Willy Benz de la Universidad de Berna y la científica principal de la ESA es Kate Isaak . Tras una fase de competición, Airbus Defence and Space en España fue seleccionada como constructora de naves espaciales. [6] [18] El coste de la misión de la ESA tiene un límite de 50 millones de euros. [6] Media Lario Srl (Italia) fue responsable del acabado óptico del elemento óptico primario. [19]
Astronave
El satélite tiene unas dimensiones de aproximadamente 1,5 × 1,5 × 1,5 my una estructura de base hexagonal. El autobús de la nave espacial CHEOPS se basa en la plataforma SEOSAT . [11]
Parasol
Un parasol montado en la plataforma protege el radiador y la carcasa del detector contra el sol, y también cuenta con paneles solares para el subsistema de energía eléctrica. El parasol envuelve el bus hexagonal. [11]
Sistema de control de actitud y órbita (AOCS)
El sistema de control está estabilizado en 3 ejes , pero bloqueado en el nadir , lo que garantiza que uno de los ejes de la nave espacial siempre apunte hacia la Tierra. Durante cada órbita, la nave espacial girará lentamente alrededor de la línea de visión del telescopio para mantener el radiador del plano focal orientado hacia el espacio frío, permitiendo el enfriamiento pasivo del detector. La duración típica de la observación será de 48 horas. Durante una observación típica de 48 horas, CHEOPS tendrá una estabilidad de puntería mejor que ocho segundos de arco con un 95% de confianza. [11] [20]
Sistema de instrumentos CHEOPS (CIS)
El detector, la electrónica de soporte, el telescopio, la óptica de back-end, la computadora de instrumentos y el hardware de regulación térmica se conocen colectivamente como el Sistema de Instrumentos CHEOPS (CIS). La precisión fotométrica requerida se logrará utilizando un detector CCD retroiluminado de transferencia de cuadro único de Teledyne e2v con 1024 × 1024 píxeles y un tamaño de píxel de 13 µm. El CCD está montado en el plano focal del telescopio y se enfriará pasivamente a 233 K (-40 ° C), con una estabilidad térmica de 10 mK. El telescopio es un solo telescopio Ritchey-Chrétien en eje de tamaño mediano f / 8 con una apertura de 32 cm, montado en un banco óptico rígido . [21] La Universidad de Ginebra y la Universidad de Berna proporcionaron el potente fotómetro . [12]
Placas
En CHEOPS se han fijado dos placas de titanio con miles de dibujos miniaturizados de niños. Cada placa mide casi 18 x 24 cm. Las placas, preparadas por un equipo de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Berna, se dieron a conocer en una ceremonia dedicada en RUAG el 27 de agosto de 2018. [22] Los dibujos individuales se pueden encontrar en el sitio web de CHEOPS haciendo clic en un mapa de Europa. [23]
Metas
El objetivo principal de CHEOPS es la medición precisa del tamaño (radios) de los exoplanetas para los que los estudios espectroscópicos terrestres ya han proporcionado estimaciones de masa. Conocer tanto la masa como el tamaño de los exoplanetas permitirá a los científicos determinar la densidad de los planetas y, por lo tanto, su composición aproximada, por ejemplo, si son gaseosos o rocosos . CHEOPS es el instrumento más eficiente para buscar tránsitos poco profundos y para determinar radios precisos de exoplanetas conocidos en el rango de masas de la súper Tierra a Neptuno (radio de la Tierra 1-6). [6]
CHEOPS mide señales fotométricas con una precisión limitada por el ruido de fotones estelares de 150 ppm / min para una estrella de novena magnitud . Esto corresponde al tránsito de un planeta del tamaño de la Tierra que orbita una estrella de 0.9 R ☉ en 60 días detectado con un tránsito S / N > 10 (profundidad de tránsito de 100 ppm). Por ejemplo, un tránsito del tamaño de la Tierra a través de una estrella G crea una profundidad de 80 ppm.
Los diferentes objetivos científicos requieren 500 puntas de destino distintas. Suponiendo 1 hora por apuntado, la duración de la misión se estima en 1175 días o 3,2 años. Junto con el 20% del tiempo abierto disponible para la comunidad, la duración total de la misión CHEOPS se estima en 3,5 años. [24]
La nave espacial funciona con paneles solares que también forman parte de su parasol . Proporcionan una potencia continua de 60 W para las operaciones del instrumento y permiten al menos una capacidad de enlace descendente de datos de 1,2 gigabit / día. [11] La toma de datos comenzó a principios de 2020. [25]
Prioridades de observación
El ochenta por ciento del tiempo de observación científica en CHEOPS se dedica al Programa de Observación de Tiempo Garantizado (GTO) de CHEOPS, bajo la responsabilidad del Equipo Científico de CHEOPS (presidido por Didier Queloz ). [26] La mayor parte del programa GTO implica la caracterización de exoplanetas en tránsito conocidos y la mejora de parámetros conocidos. Parte del programa GTO es encontrar tránsitos de exoplanetas conocidos que fueron confirmados por otras técnicas, como la velocidad radial , pero no por el método de tránsito. Otra parte del programa GTO incluye la exploración de multisistemas y la búsqueda de planetas adicionales en esos sistemas, por ejemplo, utilizando el método de variación de tiempo de tránsito (TTV). [27]
El otro 20% del tiempo de observación científica en CHEOPS se pone a disposición de la comunidad científica en forma de un programa de observadores invitados (GO) dirigido por la ESA. Los investigadores pueden enviar propuestas de observaciones con CHEOPS a través de un programa anual de Anuncios de Oportunidades (AO). [28] Los proyectos AO-1 aprobados incluyen observaciones de los júpiter calientes HD 17156 b , Kelt-22A b , [29] júpiter caliente K2-139b , [30] multisistemas GJ 9827 , K2-138 , el exoplaneta DS Tuc Ab , [31] 55 Cancri e (probablemente GTO), [32] [33] WASP-189 b [34] y otras observaciones relacionadas con la ciencia de exoplanetas, como planetas alrededor de estrellas que giran rápidamente, material planetario alrededor de enanas blancas y búsqueda de exocometas alrededor de 5 vulpeculae . [35]
Lanzamiento
CHEOPS lanzado a bordo de un cohete Soyuz-Fregat el 18 de diciembre de 2019 a las 08:54:20 UTC desde Centre Spatial Guyanais en Kourou , Guayana Francesa . [5] [36] CHEOPS separados después de dos horas y 23 minutos desde el despegue. [37] La carga útil primaria fue el primer satélite de ASI 's COSMO-SkyMed constelación de segunda generación, CSG 1. El lanzador también desplegó tres CubeSat , incluyendo la ESA OPS-SAT . [13] CHEOPS entró en una órbita polar sincrónica con el sol de 712 km de altitud.
Primera luz
Después de que se abriera la cubierta del telescopio el 29 de enero de 2020, [38] CHEOPS tomó su primera imagen luminosa el 7 de febrero de 2020. La imagen está centrada en la estrella HD 70843 , una estrella de color amarillo-blanco ubicada a unos 150 años luz de distancia. La estrella fue seleccionada por su brillo y posición en el cielo. Las estrellas de la imagen están borrosas, lo que se pretendía. El espejo desenfocado distribuye la luz de la estrella sobre muchos píxeles del detector, lo que hace que las mediciones de la luz estelar sean más precisas. [39] Las primeras imágenes de luz fueron mejores de lo que se esperaba de las pruebas en el laboratorio. Las imágenes eran más suaves y simétricas, lo que podría reducir el ruido causado por el detector y la nave espacial. [40]
Está previsto que las observaciones científicas de rutina comiencen a principios de abril de 2020. [39]
En abril de 2020, se informó que el telescopio había iniciado operaciones científicas. [41]
Resultados
Se ha publicado un estudio de WASP-189b (un 'Júpiter caliente'). [42]
Se ha encontrado que TOI-178 tiene 6 planetas, 5 con resonancias orbitales. [43] Se han calculado las densidades planetarias.
Ver también
- Lista de proyectos de búsqueda de exoplanetas
- CoRoT - Telescopio espacial europeo que operó entre 2006 y 2014
- Telescopio espacial Kepler : décima misión del programa Discovery; telescopio espacial óptico para exoplanetología
- LA MAYORÍA
- PLATO - Observatorio espacial óptico europeo para el descubrimiento de exoplanetas; misión de clase media en el Programa de Ciencias de la ESA
- Satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS) : telescopio espacial de la NASA diseñado para buscar exoplanetas
- Lista de telescopios espaciales - artículo de la lista de Wikipedia
Referencias
- ^ CHEOPS (Caracterización del satélite ExOPlanets). Directorio del portal EO. Consultado el 14 de diciembre de 2019.
- ^ https://www.arianespace.com/wp-content/uploads/2019/12/VS23-launchkit-FR.pdf
- ^ Carga útil CHEOPS: un solo telescopio. [ enlace muerto permanente ] Página de inicio de CHEOPS. Consultado el 18 de diciembre de 2019.
- ^ - Resumen ejecutivo [ enlace muerto permanente ]
- ^ a b "Vuelo VS23: Soyuz despega del puerto espacial en la Guayana Francesa" . Arianespace . Consultado el 18 de diciembre de 2019 .
- ^ a b c d La misión del exoplaneta cumple hitos clave en el camino hacia el lanzamiento de 2017 . ESA , 11 de julio de 2014
- ^ CHEOPS ha llegado a Kourou. Barbara Vonarburg. 16 de octubre de 2019
- ^ "CHEOPS viajará en un cohete Soyuz" . cheops.unibe.ch . 6 de abril de 2017. Archivado desde el original el 17 de septiembre de 2017 . Consultado el 19 de septiembre de 2017 .
- ^ a b - Estado y resumen de la misión [ enlace muerto permanente ]
- ^ https://www.arianespace.com/wp-content/uploads/2019/12/VS23-launchkit-EN.pdf
- ^ a b c d e Stettler, Ulrich. "Nave espacial" . CHEOPS . Archivado desde el original el 13 de agosto de 2019 . Consultado el 16 de diciembre de 2019 .
- ^ a b Se lanza el telescopio europeo Cheops para estudiar mundos lejanos. Jonathan Amos, BBC News . 18 de diciembre de 2019
- ^ a b "Call for Media: Lanzamiento de Cheops para estudiar exoplanetas" . www.esa.int . Consultado el 13 de diciembre de 2019 .
- ^ "Misión ESA CHEOPS: exoplanetas en foco" . dw.com . Consultado el 16 de diciembre de 2019 .
- ^ "La ESA está a punto de lanzar un telescopio espacial para estudiar cómo se forman los planetas" . newscientist.com . Consultado el 16 de diciembre de 2019 .
- ^ a b "El nuevo pequeño satélite del Programa Científico de la ESA estudiará las supertierras" . Comunicado de prensa de la ESA . 19 de octubre de 2012 . Consultado el 19 de octubre de 2012 .
- ^ "Conjunto de satélites de la ESA para su lanzamiento para medir tamaños de exoplanetas" . spaceflightnow.com . Consultado el 16 de diciembre de 2019 .
- ^ "Quién es quién en CHEOPS - CHEOPS - Cosmos" . www.cosmos.esa.int . Consultado el 30 de diciembre de 2019 .
- ^ "Keops" . ASI (en italiano) . Consultado el 18 de diciembre de 2019 .
- ^ "Ciencia y tecnología de la ESA - Nave espacial" . sci.esa.int . Consultado el 16 de diciembre de 2019 .
- ^ "Ciencia y Tecnología de la ESA - Instrumento" . sci.esa.int . Consultado el 16 de diciembre de 2019 .
- ^ "Placas de Keops" . www.esa.int . Consultado el 16 de diciembre de 2019 .
- ^ Jungo, Janine (31 de marzo de 2016). "Dibujos CHEOPS-Infantiles" . CHEOPS . Consultado el 18 de diciembre de 2019 .
- ^ Broeg, C .; Fortier, A .; Ehrenreich, D .; Alibert, Y .; Baumjohann, W .; Benz, W .; Deleuil, M .; Gillon, M .; Ivanov, A .; Liseau, R .; Meyer, M .; Oloffson, G .; Pagano, I .; Piotto, G .; Pollacco, D .; Queloz, D .; Ragazzoni, R .; Renotte, E .; Steller, M .; Thomas, N. (abril de 2013). "CHEOPS: una misión de fotometría de tránsito para el programa de pequeña misión de la ESA". Web de Conferencias EPJ . 47 : 03005. arXiv : 1305.2270 . Código Bibliográfico : 2013EPJWC..4703005B . doi : 10.1051 / epjconf / 20134703005 . S2CID 44199674 .
- ^ "Cheops observa sus primeros exoplanetas y está listo para la ciencia" . www.esa.int . 2020-04-16 . Consultado el 29 de abril de 2020 .
- ^ "El programa de observación de tiempo garantizado CHEOPS - CHEOPS - Cosmos" . www.cosmos.esa.int . Consultado el 15 de noviembre de 2019 .
- ^ "Programa CHEOPS GTO: GTO v1.4" . 2019-03-19.
- ^ "Programa de observadores invitados CHEOPS - Programa de observadores invitados CHEOPS - Cosmos" . www.cosmos.esa.int . Consultado el 15 de noviembre de 2019 .
- ^ Labadie-Bartz, Jonathan; Rodríguez, Joseph E .; Stassun, Keivan G .; Ciardi, David R .; Penev, Kaloyan; Johnson, Marshall C .; Gaudí, B. Scott; Colón, Knicole D .; Bieryla, Allyson; Latham, David W .; Pepper, Joshua (21 de enero de 2019). "KELT-22Ab: un Júpiter caliente masivo, de período corto en tránsito de un gemelo casi solar". La serie de suplementos de revistas astrofísicas . 240 (1): 13. arXiv : 1803.07559 . Código bibliográfico : 2019ApJS..240 ... 13L . doi : 10.3847 / 1538-4365 / aaee7e . ISSN 1538-4365 . S2CID 54810218 .
- ^ Barragán, O .; Gandolfi, D .; Smith, AMS; Deeg, HJ; Fridlund, MCV; Persson, CM; Donati, P .; Endl, M .; Csizmadia, Sz; Grziwa, S .; Nespral, D. (1 de abril de 2018). "K2-139 b: un Júpiter cálido de baja masa en una órbita de 29-d que transita una estrella activa K0 V". Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . 475 (2): 1765-1776. arXiv : 1702.00691 . Código bibliográfico : 2018MNRAS.475.1765B . doi : 10.1093 / mnras / stx3207 . hdl : 10486/684205 . ISSN 0035-8711 . S2CID 119077300 .
- ^ Newton, Elisabeth R .; Mann, Andrew W .; Tofflemire, Benjamin M .; Pearce, Logan; Rizzuto, Aaron C .; Vanderburg, Andrew; Martínez, Raquel A .; Wang, Jason J .; Ruffio, Jean-Baptiste; Kraus, Adam L .; Johnson, Marshall C. (23 de julio de 2019). "TESS Hunt para exoplanetas jóvenes y maduros (THYME): un planeta en la 45 Asociación Myr Tucana-Horologium". El diario astrofísico . 880 (1): L17. arXiv : 1906.10703 . Código bibliográfico : 2019ApJ ... 880L..17N . doi : 10.3847 / 2041-8213 / ab2988 . ISSN 2041-8213 . S2CID 195658207 .
- ^ "Atmósfera, no flujos de lava, para Exoplaneta 55 Cancri e" . Cielo y telescopio . 2017-11-27 . Consultado el 18 de diciembre de 2019 .
- ^ Hierba, Alexandra. " " Cheops "-Inicie wegen Softwareproblems verschoben" . Natur - Wiener Zeitung Online (en alemán) . Consultado el 18 de diciembre de 2019 .
- ^ Universidad de Berna (28 de septiembre de 2020). "El primer estudio con datos de CHEOPS describe uno de los planetas más extremos del universo" . EurekAlert! . Consultado el 28 de septiembre de 2020 .
- ^ "Programas AO-1 - Programa de observadores invitados CHEOPS - Cosmos" . www.cosmos.esa.int . Consultado el 15 de noviembre de 2019 .
- ^ "Vuelo VS23: lanzamiento reprogramado para el 18 de diciembre" . Arianespace . Consultado el 17 de diciembre de 2019 .
- ^ https://www.airbus.com/newsroom/press-releases/en/2019/12/airbusbuilt-cheops-sa satellite- successfully- launched- on-soyuz.html
- ^ "Cubierta del telescopio espacial CHEOPS abierta" . Portal . 2020-01-29 . Consultado el 30 de enero de 2020 .
- ^ a b "Un desenfoque perfecto - Primera imagen del observador de exoplanetas CHEOPS" . Ciencia y Tecnología de la ESA .
- ^ "El telescopio espacial CHEOPS toma sus primeras fotografías" . Portal . 2020-02-07 . Consultado el 9 de febrero de 2020 .
- ^ https://www.bbc.com/news/science-environment-52307087
- ^ El primer resultado de la misión CHEOPS de la ESA en septiembre de 2020
- ^ CHEOPS encuentra un sistema planetario único en enero de 2021
enlaces externos
- Página de inicio de CHEOPS ESA
- La página de inicio de CHEOPS incluye seguimiento orbital de la nave espacial CHEOPS
- Europa para comenzar la búsqueda de planetas habitables en nuestro patio trasero cósmico , 22 de octubre de 2012, Stuart Clark, The Guardian
- Visualización de la misión CHEOPS - video
- Seguimiento orbital en uphere.space