A CHEOPS (CHaracterising ExOPlanets Satellite) egy európai űrteleszkóp. Célja az ismert extraszoláris bolygók méretének meghatározása, amely lehetővé teszi, hogy a kutatók megbecsüljék a tömegüket, sűrűségüket, összetételüket, és megismerjék a kialakulásukat. 2019. december 18-án indították útjára. Ez az ESA Cosmic Vision tudományos programjának első kisosztályú küldetése.
A kis műhold egy 30 cm-es rekesznyílású Ritchey–Chrétien-teleszkóppal rendelkezik, amely egy szabványos kis műholdas platformra van szerelve. Nagyjából 700 km-es magasságban állították Napszinkron pályára.
Tudományos áttekintés A 2010-es évek végére exobolygók ezreit fedezték fel, némelyiknek a minimális tömegét is meghatározták úgynevezett radiális sebességméréssel, míg másoknak, amelyek látszólagos elhaladását, tranzitját figyelték meg a csillaguk előtt, a fizikai méretüket határozták meg. A mai napig kevés exobolygónak sikerült mind a tömegét, mind a sugarát pontosan meghatározni, ami pedig lehetővé tenné a különböző exobolygók sűrűségének kiszámítását. Ebből az adatból megtudható lenne, milyen anyagokból állnak, és hogyan formálódtak ki.
A 3,5 évesre tervezett küldetés alatt a CHEOPS feladata, hogy megmérje a fényes és közeli csillagok körül keringő ismert tranzitos exobolygók méretét, valamint megfigyelje a korábban a radiális sebesség alapján felfedezett exobolygók előre jelzett tranzitjait. A projekt kutatói arra számítanak, hogy ezek a jól jellemezhető tranzitos exobolygók a jövőbeli obszervatóriumok, például a James Webb Űrteleszkóp (JWST) vagy a rendkívül nagy teleszkópok elsődleges célpontjaivá válhatnak.
Történelem
Az indítás előtt jobbra|bélyegkép| A CHEOPS tükre Az Európai Űrügynökség (ESA) és a Svájci Űrhivatal partnerségében megvalósult CHEOPS űrtávcsövet 2012 októberében választották ki 26 javaslat közül az ESA Cosmic Vision programjának első S-osztályú ("kis") űrmissziójaként. Az ESA a küldetés tervezője, és felelős az űreszközért és a kilövésért. A projektet a svájci Berni Egyetem Center for Space and Habitability központja vezeti más svájci és európai egyetemek közreműködésével. A tudományos műszer vezető kutatója Willy Benz (Berni Egyetem), az ESA vezető tudósa pedig Kate Isaak. Egy versenyeztetési fázist követően a spanyolországi Airbus Defence and Space-t választották ki az űreszköz megépítőjének.exoplanet mission meets key milestones en route to 2017 launch ESA 11 July 2014 Az ESA küldetésének költsége legfeljebb 50 millió euró. Az elsődleges optikai elem befejezéséért az olaszországi Media Lario S.r.l. volt a felelős.
A kilövés A CHEOPS egy Szojuz-AT hordozórakéta fedélzetén indult útnak 2019. december 18-án, 08:54:20-kor (UTC) a Francia-Guyana állambeli Kourouban található Guyana Űrközpontból (CSG). A CHEOPS két órával és 23 perccel a felszállás után vált le. Az elsődleges hasznos teher az Olasz Űrügynökség (ASI) második generációs COSMO-SkyMed műholdja, a CSG 1 volt. A hordozórakéta három CubeSatot is felvitt, köztük az ESA OPS-SAT-ját. A CHEOPS 712 km-es magasságban állt Nap-szinkron pályára.
Első fény Miután a teleszkóp fedelét 2020. január 29-én felnyitották, a 2020. február 7-én elkészítette első felvételét. A kép középpontjában a HD 70843 csillag áll, egy sárga-fehér csillag, amely körülbelül 150 fényévnyire található tőlünk. A csillagot a fényessége és az égen való elhelyezkedése miatt választották ki. A képen látható csillagok szándékosan elmosódottak. A defókuszált tükör elosztja a csillag fényét a detektor sok pixelén, így a mérések pontosabbak. A CHEOPS első felvételei jobbak voltak, mint azt a laboratóriumi tesztek alapján várták. A képek egyenletesebbek és szimmetrikusabbak voltak, aminek hála csökken a érzékelő és az űrszonda által okozott zajt.
2020 áprilisában a távcső megkezdte a tudományos működést. Az eredményeket lásd alább.
Az űreszköz felépítése Az űrtávcső egy körülbelül 1,5 x 1,5 x 1,5 méteres méretű hatszögletű alapszerkezettel bír. A CHEOPS űrtávcső a SEOSAT műholdplatformon alapul.
Napvédő A platformra szerelt napvédő védi a radiátort és az érzékelőházat a Nap sugárzása ellen, valamint napelemeket is tartalmaz az elektromos alrendszer működéséhez. A napvédő a hatszögletű ház köré van tekerve.
Attitude and Orbit Control System (Helyzet- és Pályavezérlő Rendszer, AOCS) A vezérlőrendszer 3 tengelyen stabilizált, de a talppontja (nadír) zárt, így biztosítva, hogy az űrszonda egyik tengelye mindig a Föld felé mutasson. Keringés közben az űrszonda lassan fog forogni a teleszkóp látószöge körül, hogy a fókuszsík hőmérséklet-szabályzóját a hideg űr felé irányítsa, ezzel lehetővé téve a detektor passzív hűtését. A megfigyelés átlagos időtartama 48 óra lesz. Egy tipikus 48 órás megfigyelés során a CHEOPS iránytartási stabilitása jobb lesz, mint nyolc ívmásodperc, 95%-os megbízhatósággal.
CHEOPS Instrument System (A CHEOPS műszerrendszere, CIS) Az érzékelő, a támogató elektronika, a távcső, az optika háttérrendszere, a számítógép és a hőszabályozó együttesen alkotja a CHEOPS Instrument System (CIS) rendszert. A szükséges fotometriai pontosságot a a Teledyne e2v 1024 × 1024 pixeles és 13 µm-es pixelosztású, egyetlen képkocka átvitelű, hátulról megvilágított CCD érzékelővel érik el. A CCD a teleszkóp fókuszsíkjában kap helyet, és passzív hűtéssel tartják -40 °C-on. A CHEOPS távcsöve egy közepes, f/8-as Ritchey-Chrétien teleszkóp. A nagy teljesítményű fotométert a Genfi Egyetem és a Berni Egyetem szolgáltatta.
Titánlemezek A CHEOPS űrtávcsőre két titánlemezt erősítettek, amelyekre több ezer miniatürizált gyerekrajzot gravíroztak. A titánlemezek mérete közel 18 x 24 cm. A titánlemezeket a Berni Egyetem Alkalmazott Tudományi Tanszéke készítette, és ünnepélyes keretek között 2018. augusztus 27-n mutatták be őket. Az egyes rajzok Európa térképére kattintva tekinthetőek meg a CHEOPS honlapján.
A CHEOPS célja A CHEOPS fő célja azon exobolygók méretének (sugarának) pontos megmérése, amelyekre már rendelkezésre állnak földi spektroszkópiai felmérésekkel kapott tömegbecslések. Az exobolygók tömegének és sugarának ismerete lehetővé teszi a kutatók számára, hogy meghatározzák a sűrűségüket, így a hozzávetőleges összetételüket is, például azt, hogy gáz- vagy kőzetbolygóról van-e szó. A CHEOPS a leghatékonyabb műszer sekély fedések felkutatására, és az ismert exobolygók pontos sugarának meghatározására a Föld és a Neptunusz közötti mérettartományban (1–6 földsugár).
Eredmények Tanulmány a WASP-189b forró Jupiterről.
Kiderült, hogy a TOI-178 jelű rendszerben hat bolygó található, melyből öt orbitális rezonanciában kering. Kiszámították a bolygók sűrűségét is.
A CHEOPS más műholdak nyomát is látja megfigyelései során, mivel alacsony Föld körüli pályán kering.
Magyar részvétel A CHEOPS tudományos programjának magyar résztvevője a miskolci Admatis Kft., a CSFK Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézete és az ELTE Gothard Asztrofizikai Obszervatóriuma. Az Admatis Kft. tervezte és készítette a távcsőre szerelt CCD-kamera és a vezérlőelektronika hűtéséért felelő radiátorokat. Ezek vezetik el a működés során felszabaduló hőt a detektor környezetéből, elősegítve a maximális mérési pontosságot. Az 56 kg tömegű műszerben 1,2 kilogrammnyi magyar alkatrész kapott helyet.
A programban résztvevő magyar kutatók az exobolygók holdjainak kimutatására alkalmas megfigyelési stratégiák kidolgozásában, a célpontok kiválasztásában és a megfigyelési adatokat feldolgozó szoftverek fejlesztésében vettek részt. A CHEOPS irányító testületeiben Magyarországot Kiss László (CSFK) és Szabó M. Gyula (ELTE GAO) képviseli.
Jegyzetek
Fordítás
Kategória:Űrtávcsövek Kategória:Európai űrszondák Kategória:2019 az űrkutatásban