De CHEOPS (CHtegenkomenEXOPlanetsSatelliet) ruimtevaartuig heeft net het deksel van zijn telescoop geopend. Het ruimtevaartuig werd gelanceerd op 18 december 2019 en heeft tot nu toe feilloos gepresteerd. Binnen een of twee weken konden we onze eerste beelden van het instrument halen.
CHEOPS is een ESA-missie in samenwerking met de Zwitserse universiteit van Bern. Haar missie is niet om exoplaneten te vinden, maar om de sterren met bekende exoplaneten beter te bekijken en te kijken hoe die planeten voor hun ster passeren. Het zal die doorgangen met een scherp oog bekijken en zal de grootte van die planeten nauwkeuriger en nauwkeuriger bepalen. Dat zal leiden tot betere metingen van hun massa, dichtheid en samenstelling.
“… We verwachten de eerste beelden binnen een of twee weken te kunnen analyseren en publiceren.”
David Ehrenreich, CHEOPS-projectwetenschapper, Universiteit van Genève
“Kort na de lancering op 18 december 2019 hebben we de communicatie met de satelliet getest. Vervolgens zijn we op 8 januari 2020 begonnen met de inbedrijfstelling, dat wil zeggen, we hebben de computer opgestart, tests uitgevoerd en alle componenten opgestart ”, legt Willy Benz uit, hoogleraar astrofysica aan de Universiteit van Bern en hoofdonderzoeker van de CHEOPS-missie.
'Alle tests zijn uitstekend verlopen', zegt hij. “We keken nu echter opgewonden en met een beetje nervositeit uit naar de volgende beslissende stap: de opening van de CHEOPS-hoes”, vervolgt Benz.
De cover werd op woensdag 29 januari 2020 om 07.38 uur geopend. Het Mission Operation Center van het Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) in Madrid stuurde het commando om het ruimtevaartuig te openen.
"Het openen van het deksel van het telescoopschot is een cruciale operatie voor Cheops, waardoor de telescoop zijn doelsterren kan observeren, en we zijn erg blij dat het foutloos is uitgevoerd", zegt Nicola Rando, ESA Cheops-projectmanager.
De opening van het deksel markeert het begin van een nieuwe test- en kalibratieronde. De telescoop heeft honderden foto's gemaakt terwijl het deksel was aangebracht als onderdeel van instrumentkalibratie, en voor de volgende testfase zal CHEOPS naar beide sterren kijken met exoplaneten en sterren zonder.
"De komende twee maanden zullen veel sterren met en zonder planeten worden getarget om de meetnauwkeurigheid van CHEOPS onder verschillende omstandigheden te onderzoeken", legt Benz uit.
Deze fase is ook belangrijk voor grondpersoneel in het Mission Operation Center. Het geeft hen de kans om te trainen in alle aspecten van grondoperaties.
"De onbewerkte gegevens van CHEOPS worden verwerkt in de zogenaamde datareductiepijplijn", zegt David Ehrenreich, CHEOPS-projectwetenschapper aan de Universiteit van Genève. Ehrenreich legt uit: “De volledige beoordeling van de capaciteiten van CHEOPS en het grondsegment zal enige tijd vergen. We verwachten echter binnen een of twee weken de eerste beelden te kunnen analyseren en publiceren. ”
CHEOPS is een van de nieuwe S-Klasse (Small Class) -missies van ESA. Dit zijn missies met budgetten beperkt tot $ 50 miljoen euro. CHEOPS is de eerste van deze missies en de Solar Wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer (SMILE), een gezamenlijke inspanning met China, zal de volgende zijn.
Er zijn twee primaire methoden om exoplaneten te detecteren. De Kepler-missie en de TESS-missie gebruiken de transitmethode. De transitmethode verwijst naar een exoplaneet die vanuit ons perspectief voor zijn ster reist of doorgaat. De minuutdip in sterrenlicht kan worden gedetecteerd en vervolgens bevestigd door andere telescopen.
De andere methode, en de eerste methode om een exoplaneet te ontdekken, was de radiale snelheidsmethode. Deze methode richt zich op de ster en detecteert kleine schommelingen in zijn beweging terwijl een exoplaneet eraan trekt. Het staat ook bekend als Doppler-spectroscopie.
Een derde methode is directe observatie, maar er zijn er maar een paar direct waargenomen.
De transitmethode geeft een goede indicatie van de grootte van een exoplaneet, maar niet de massa. En de radiale snelheidsmethode kan een goede indicatie geven van de massa van een planeet, maar niet van zijn grootte. Er zijn maar weinig van de 4.000 exoplaneten die we kennen, hebben nauwkeurige gegevens voor zowel grootte als massa. Dat maakt het moeilijk om hun dichtheid en hun samenstelling te bepalen. Het kennen van deze dingen zal helpen bepalen hoe ze zijn gevormd en zal ook licht werpen op hoe onze planeet en ons zonnestelsel zijn ontstaan.
CHEOPS zal exoplanet-hostende sterren observeren om de kleine veranderingen in hun helderheid te meten als gevolg van de doorvoer van een planeet. De informatie maakt nauwkeurige en nauwkeurige metingen mogelijk van de afmetingen van de planeten. CHEOPS zal zich richten op sterren die planeten hosten in het bereik van de superaarde tot Neptunus. Door afmetingen te combineren met bestaande grondspectroscopiemetingen van de planeetmassa's, zal CHEOPS een schatting geven van de bulkdichtheid - een eerste stap in de richting van het karakteriseren van planeten buiten ons zonnestelsel.
Tijdens zijn 3,5-jarige missie zal CHEOPS kijken naar de helderste sterren in de buurt waarvan bekend is dat ze exoplaneten hosten.
CHEOPS zal deze exoplaneten met een nieuw niveau van precisie kunnen karakteriseren. De resultaten van deze CHEOPS zullen in de toekomst leiden tot verdere follow-up observaties door telescopen zoals de James Webb Space Telescope en door grote telescopen op de grond zoals de 40 meter lange Extremely Large Telescope die momenteel in aanbouw is. De infraroodmogelijkheden van James Webb zullen ook een gedetailleerde studie van exoplaneetatmosferen mogelijk maken.
CHEOPS draait om de polen van de aarde op een hoogte van 700 km. Het bevindt zich in een door de zon synchrone baan en volgt de terminator. Het wordt ook wel een baan bij zonsopgang en zonsondergang genoemd, en het ruimtevaartuig zal altijd naar de nachtzijde van de aarde wijzen. Dit beperkt het effect van direct zonlicht en zonlicht dat wordt weerkaatst door de aarde op de afmetingen van het ruimtevaartuig.
CHEOPS is een vrij eenvoudig instrument in de kern. Het is een type telescoop die een Ritchey-Chretien-telescoop wordt genoemd en heeft een opening van 32 cm (12 inch). De telescoop wordt passief gekoeld tot een temperatuur van -40 Celsius. Het ruimtevaartuig wordt aangedreven door zonnepanelen die ook dienen als zonnescherm.
80% van de CHEOPS-observatietijd wordt besteed aan het CHEOPS Guaranteed Time Observing (GTO) -programma. Dat betekent dat het 80% van zijn tijd zal besteden aan het kijken naar bekende exoplaneten, wat de werking zeer efficiënt zal maken.
"Door ons te richten op bekende systemen, weten we precies waar we in de lucht moeten kijken en wanneer we exoplaneet-transits zeer efficiënt kunnen vastleggen", zegt Willy Benz, CHEOPS-hoofdonderzoeker aan de Universiteit van Bern, Zwitserland. “Dit maakt het voor CHEOPS mogelijk om rond de transittijd meerdere keren naar elke ster terug te keren en talrijke transits vast te leggen, waardoor de precisie van onze metingen wordt vergroot en we in staat zijn om een eerste stap karakterisering van kleine planeten - in de aarde - uit te voeren. tot-Neptunus-groottebereik. "
De resterende 20% van de observatietijd wordt beschikbaar gesteld aan de bredere astronomiegemeenschap.
Meer:
- Persbericht: Cover van CHEOPS Space Telescope Open
- ESA: CHEOPS Science Objectives
- Space Magazine: ESA's CHEOPS is net gelanceerd. We gaan nog VEEL meer leren over exoplaneten
