" "
Utama Panduan ke AngkasaPerpisahan Kepler. Selamat Datang TESS

Perpisahan Kepler. Selamat Datang TESS

Panduan ke Angkasa : Perpisahan Kepler.  Selamat Datang TESS

Pada pukul 6:51 EDT pada hari Rabu, April 18, roket SpaceX Falcon 9 meletup dari Cape Canaveral Florida. Ia membawa TESS NASA: Survival Exoplanet Survey Satellite. Dari apa yang dapat kita katakan, misi itu tidak mengalami halangan, dengan tahap pertama kembali ke darat di tongkang terapung di Lautan Atlantik, dan tahap 2 yang sedang berlangsung untuk menghantar TESS ke orbit akhirnya.

Ini adalah perubahan pengawal, kerana kita kini memasuki hari terakhir untuk Teleskop Angkasa Kepler NASA. Ia kehabisan bahan bakar dan sudah lumpuh akibat kehilangan roda reaksinya. Hanya dalam beberapa bulan NASA akan menutupnya untuk kebaikan.

Itu sedih, tetapi jangan bimbang, dengan TESS dalam perjalanannya, perjalanan sains eksoplanet berterusan: mencari dunia bersaiz Bumi dalam Bima Sakti.

Sukar untuk percaya bahawa kita hanya mengetahui tentang planet yang mengorbit bintang-bintang lain selama lebih dari 20 tahun sekarang. Planet extrasolar pertama yang ditemui ialah jupiter panas 51 Pegasi B, yang ditemui pada tahun 1995 oleh sekumpulan ahli astronomi Switzerland.

Mereka mendapati dunia ini menggunakan kaedah halaju radial, di mana graviti planet menarik bintangnya ke belakang dan seterusnya, mengubah panjang gelombang cahaya yang kita lihat pernah sedikit. Teknik ini telah diperhalusi dan digunakan untuk menemui banyak lagi planet yang mengorbit banyak bintang.

Tetapi teknik lain telah menjadi lebih berjaya: teknik transit. Di sinilah cahaya dari bintang diukur dengan teliti dari masa ke masa, memerhatikan mana-mana mencelup dalam kecerahan sebagai planet berlalu di depan.

Dalam satu siri karya, Profesor Loeb dan Michael Hippke menunjukkan bahawa roket konvensional akan mempunyai masa yang sukar untuk melarikan diri dari beberapa jenis planet solar tambahan. Kredit: NASA / Tim Pyle

Pada masa itu saya menulis artikel ini pada bulan April, 2018, terdapat 3, 708 planet yang dikonfirmasi dengan beberapa ribu lagi calon yang memerlukan pengesahan tambahan.

Planet adalah di mana-mana, dalam semua bentuk dan saiz. Dari gergasi gas yang biasa, dunia berbatu dan gergasi ais yang kita ada dalam Sistem Suria, kepada jupiters panas dan super bumi yang luar biasa. Ahli astronomi juga menemui komet dalam sistem solar lain, planet seperti Saturnus tetapi dengan sistem cincin yang kerdil planet jiran kita. Memburu adalah untuk mengatasi masalah. Bulan-bulan yang mengorbit planet yang mengorbit bintang-bintang lain.

Teleskop Angkasa Kepler NASA adalah alat memburu planet yang paling produktif yang pernah dibina. Daripada 3, 708 planet yang ditemui setakat ini, Kepler mencatatkan 2, 342 dunia.

Konsep konsep misi Kepler dengan Bumi di latar belakang. Kredit: NASA / JPL-Caltech

Kepler dilancarkan pada Mac 2009, dan mula beroperasi pada 12 Mei 2009. Ia menggunakan cermin utama 1.4 meter untuk melihat kawasan 12 darjah langit. Hanya untuk perbandingan, Bulan mengambil kira setengah darjah. Jadi rantau yang mengandungi ratusan kali saiz Bulan.

Kepler diletakkan di orbit Bumi yang mengelilingi Matahari, dengan tempoh 372.5 hari. Dengan tahun yang lebih lama, teleskop perlahan-lahan melayang di belakang Bumi sekitar 25 juta km setahun.

Seperti yang saya nyatakan sebelum ini, Kepler direka bentuk untuk menggunakan teknik transit, mencari planet-planet yang berlalu di hadapan bintang mereka di rantau ini yang sangat spesifik. Semasa tinjauan eksoplanet sebelumnya hanya menemui planet yang lebih besar, Kepler cukup sensitif untuk melihat dunia dengan separuh jisim Bumi mengorbit bintang-bintang lain.

Bilangan exoplanet yang disahkan, menjelang tahun. Kredit: NASA

Dan semuanya berjalan lancar sehingga 14 Julai 2012 ketika salah satu daripada empat roda reaksi kapal angkasa gagal. Ini adalah gyroscopes yang membolehkan kapal angkasa untuk mengubah orientasi tanpa propelan. Tidak ada masalah, Kepler direka bentuk hanya memerlukan tiga. Kemudian roda kedua gagal pada 11 Mei 2013, menamatkan misi utamanya.

Apa yang jurutera Kepler muncul adalah salah satu penyelamatan kapal angkasa yang paling bijak dalam sejarah spaceflight. Mereka menyedari bahawa mereka boleh menggunakan tekanan cahaya dari Matahari untuk menstabilkan teleskop dengan sempurna dan mengekalkannya di rantau langit.

Bagaimana misi K2 menyelamatkan Kepler. Kredit imej: NASA

Ini membolehkan Kepler terus bekerja, memerhatikan bahagian-bahagian yang lebih besar di langit, tetapi orbitnya mengelilingi Matahari hanya akan membiarkan ia menonton satu rantau untuk tempoh yang lebih singkat. Daripada mengimbas bintang-bintang seperti Matahari, Kepler menumpukan perhatiannya kepada bintang kerdil merah, yang boleh mempunyai dunia bersaiz Bumi yang mengorbit mereka setiap beberapa hari.

Ini dikenali sebagai era K2, dan pada masa ini ia muncul tambahan 307 disahkan, dan 480 planet yang belum disahkan.

Tetapi Kepler sudah kehabisan masa sekarang. Sekitar sebulan yang lalu NASA mengumumkan bahawa Kepler hampir kehabisan bahan bakar. Bahan api ini adalah penting kerana satu manuver penting yang perlu dilakukan adalah untuk mengarahkan diri kembali dan Bumi dan memuatkan semua data yang telah dikumpulkan. Angka NASA yang baru beberapa bulan lagi, dan apabila ia berlaku, mereka akan mengarahkan teleskop untuk menunjuk ke Bumi untuk kali terakhir, menghantar data akhirnya, dan kemudian ditutup selama-lamanya.

Dan hari ini TESS meletup dengan jayanya, membuat jalan untuk mengambil alih tempat Kepler meninggalkan.

Ia membawa satelit Surveillance Exoplanet Surveillance NASA, atau TESS, sekuel Kepler, mengambil pencarian exoplanet ke peringkat seterusnya.

Misi TESS telah wujud dalam beberapa bentuk sejak tahun 2006 apabila ia awalnya diilhamkan sebagai misi dibiayai oleh Google, Kavli Foundation dan MIT.

Sejak bertahun-tahun, ia telah dicadangkan untuk NASA, dan pada tahun 2013, ia diterima sebagai salah satu Misi Explorer NASA. Ini adalah misi dengan anggaran $ 200 juta atau kurang. WISE dan WMAP adalah contoh lain dari Misi Explorer.

Tetapi ada banyak perbezaan antara Kepler dan TESS.

Ingat ketika saya mengatakan bahawa Kepler sedang memerhati kawasan 12 x 12 darjah langit? TESS akan meninjau seluruh langit, sebuah kawasan 400 kali lebih besar daripada apa yang diperhatikan oleh Kepler.

Ia mempunyai satu set 4 teleskop serupa yang sama dengan kamera CCD, masing-masing 16, 8 megapiksel. Mereka berpakaian untuk memberikan TESS pemandangan persegi 24 darjah langit. TESS akan memecahkan langit ke 26 sektor yang berbeza dan mengkaji rantau ini selama sekurang-kurangnya 27 hari, beralih dari bintang terang ke bintang terang setiap dua minit.

Penyanyi Ilustrasi TESS dan 4 teleskopnya. Kredit: NASA / MIT

Walaupun Kepler melakukan penyelaman yang mendalam ke satu kawasan tertentu di langit, TESS akan memerhatikan 500, 000 bintang paling terang di langit, iaitu 30 hingga 100 kali lebih cerah daripada jenis bintang yang diketengahkan oleh Kepler. Ramai yang akan menjadi bintang seperti Matahari kita sendiri.

Ia akan mampu meninjau seluruh langit selama dua tahun, yang merupakan kawasan 400 kali lebih besar daripada Kepler diperhatikan. Dan para astronom mengharapkan misi itu akan menimbulkan ribuan planet ekstrasolar, 500 daripadanya akan berukuran bersaiz Bumi atau bersaiz super Bumi.

Ilustrasi bidang pandangan TESS. Kredit: NASA / MIT

Dengan melakukan kajian luas langit ini dengan bintang-bintang terang, TESS akan mencari planet ekstrasolar yang dekat. Sekiranya bintang terang mempunyai planet yang berlalu di hadapannya dari perspektif kami, TESS akan mendapatinya. Ia akan mewujudkan katalog definitif planet berdekatan.

Memandangkan dunia ini jauh lebih cerah di langit, lebih mudah bagi pemerhatian di bumi dan ruang angkasa lepas untuk melakukan pemerhatian. Ahli astronomi akan dapat mengukur saiz, jisim, ketumpatan dan juga atmosfera dunia ekstrasolar. Tunggu sehingga James Webb mendapat pengesannya di beberapa dunia ini.

Sebagai tambahan kepada tugas utama mencari planet, NASA telah menjemput Penyiasat Tetamu untuk menggunakan kapal angkasa untuk penyelidikan sains lain, seperti mencari quasar, menjejaki putaran bintang, dan memerhatikan variasi bintang kurcaci. Apa-apa sahaja yang mempunyai perubahan kecerahan akan menjadi sasaran yang besar untuk TESS.

Satu ciri menarik misi TESS akan menjadi orbitnya, mengambilnya di jalan yang tidak pernah digunakan oleh misi lain. Ia dipanggil orbit "P / 2 lunar-resonant", dan mengambil kapal angkasa pada lorong elips yang mengambil masa selagi Bulan mengorbit Bumi - 13.7 hari.

Simulasi orbit TES. Kredit: NASA / MIT

Pada titik terdekatnya ke Bumi, ia akan menjadi 35, 785 km di atas permukaan dan mengambil masa tiga jam untuk menghantar semua data ke stesen darat. Kemudian ia akan terbang ke titik tertinggi, pada ketinggian 373, 300 km, daripada bahaya Van Allen Belts.

Apabila misi TESS dibungkus, kita akan mengetahui banyak tentang planet extrasolar di kawasan kejiranan kami yang berdekatan. Baik, banyak tentang planet yang sesuai dengan bintang mereka dari perspektif kita. Dan sayangnya, ini hanya beberapa peratus daripada sistem bintang di luar sana.

Kami akan memerlukan teknik lain untuk mencari yang lain, yang saya pasti kami akan meliputi artikel-artikel masa depan.

Nota: ini adalah transkrip dari video yang kami hantar. Tonton di sini.

Kategori:
Lihat Musim Berubah di Bumi dari Angkasa
Ruang Hangat Mingguan - 17 Februari 2017: Samuel Mason, Pengarah Yayasan Sains Tesla