Misión de JPL rompe récord para el satélite más pequeño para detectar un exoplaneta

Misión de JPL rompe récord para el satélite más pequeño para detectar un exoplaneta


Del tamaño de un maletín, el CubeSat fue construido para probar nuevas tecnologías, pero superó las expectativas al detectar un planeta fuera de nuestro sistema solar.


Mucho antes de que se desplegara en la órbita terrestre baja desde la Internacional
Estación espacial en noviembre de 2017, la pequeña nave espacial ASTERIA tenía un gran objetivo: demostrar
que un satélite del tamaño aproximado de un maletín podría realizar parte del complejo
tareas que observatorios espaciales mucho más grandes usan para estudiar exoplanetas o planetas afuera
nuestro sistema solar. UNA nuevo papel pronto
ser publicado en el Astronomical Journal describe cómo ASTERIA (abreviatura de Arcsecond
Telescopio espacial que permite la investigación en astrofísica
) no
solo demuestre que podría realizar esas tareas pero fue más allá, detectando
el exoplaneta conocido 55 Cancri
mi
.

Un calor abrasador y aproximadamente el doble del tamaño de la Tierra, 55 Cancri e
orbita extremadamente cerca de su estrella madre parecida al Sol. Los científicos ya sabían el
ubicación del planeta; buscarlo era una forma de probar las capacidades de ASTERIA. los
La pequeña nave espacial no fue diseñada inicialmente para realizar ciencia; más bien como tecnología
demostración, el objetivo de la misión era desarrollar nuevas capacidades para futuras misiones.
El salto tecnológico del equipo fue construir una pequeña nave espacial que pudiera conducir
control de puntería fina: esencialmente la capacidad de mantenerse enfocado de manera constante
Un objeto por largos períodos.

Basado en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California
y en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, el equipo de la misión diseñó nuevos
instrumentos y hardware, superando las barreras tecnológicas existentes para crear
Su carga útil. Luego tuvieron que probar su prototipo en el espacio. Aunque es primo
la misión fue de solo 90 días, ASTERIA recibió tres extensiones de misión antes que el equipo
perdí contacto con él en diciembre pasado.

El CubeSat utilizó un control de puntería fino para detectar 55 Cancri e
mediante el tránsito
método
, en el que los científicos buscan caídas en el brillo de una estrella
causado por un planeta que pasa. Al hacer detecciones de exoplanetas de esta manera, una nave espacial
Los propios movimientos o vibraciones pueden producir sacudidas en los datos que podrían malinterpretarse
como cambios en el brillo de la estrella. La nave espacial necesita mantenerse estable y mantenerse
La estrella centrada en su campo de visión. Esto permite a los científicos medir con precisión
El brillo de la estrella e identificar los pequeños cambios que indican que el planeta tiene
pasó frente a él, bloqueando parte de su luz.

ASTERIA sigue los pasos de un pequeño satélite volado
por la Agencia Espacial Canadiense llamada MOST (Microvariability and Oscillations of Stars),
que en 2011 realizó la primera detección de tránsito de 55 Cancri e. La mayoría estaba a punto
seis veces el volumen de ASTERIA, todavía increíblemente pequeño para un satélite de astrofísica.
Equipado con un telescopio de 5,9 pulgadas (15 centímetros), MOST también fue capaz de recoger
seis veces más luz que ASTERIA, que transportaba un telescopio de 2,4 pulgadas (6 centímetros).
Debido a que 55 Cancri e bloquea solo el 0.04% de la luz de su estrella anfitriona, fue especialmente
objetivo desafiante para ASTERIA.

"Detectar este exoplaneta es
emocionante, porque muestra cómo estas nuevas tecnologías se unen en una aplicación real "
dijo Vanessa Bailey, investigadora principal de la ciencia de exoplanetas de ASTERIA
equipo de JPL. "El hecho de que ASTERIA duró más de 20 meses más allá de su mejor momento
misión, dándonos un tiempo extra valioso para hacer ciencia, destaca la gran ingeniería
eso se hizo en JPL y MIT ".

Gran hazaña

La misión hizo lo que se conoce como detección marginal, lo que significa
los datos del tránsito, por sí solos, no habrían convencido a los científicos de que
El planeta existió. (Las señales débiles que se parecen al tránsito de un planeta pueden ser
causado por otros fenómenos, por lo que los científicos tienen un alto estándar para declarar un planeta
detección.) Pero al comparar los datos del CubeSat con observaciones previas de la
planeta, el equipo confirmó que de hecho estaban viendo 55 Cancri e. Como demostración tecnológica,
ASTERIA tampoco se sometió a los preparativos típicos de prelanzamiento para una misión científica,
lo que significaba que el equipo tenía que hacer un trabajo adicional para garantizar la precisión de su detección.

"Fuimos tras un blanco duro con un pequeño telescopio que
ni siquiera estaba optimizado para hacer detecciones científicas, y lo obtuvimos, incluso si solo
apenas ", dijo Mary Knapp, científica del proyecto ASTERIA en el Observatorio Haystack del MIT
y autor principal del estudio. "Creo que este artículo valida el concepto de que
motivó la misión ASTERIA: que las naves espaciales pequeñas puedan contribuir a algo
astrofísica y astronomía ".

Si bien sería imposible empacar todas las capacidades de
una nave espacial de caza de exoplanetas más grande como la de la NASA En tránsito
Satélite de Encuesta de Exoplanetas
(TESS) en un CubeSat, el equipo de ASTERIA imagina
Estos pequeños paquetes juegan un papel de apoyo para ellos. Pequeños satélites, con
Menos demandas de su tiempo, podrían utilizarse para controlar una estrella durante largos períodos en
esperanzas de detectar un planeta sin descubrir. O, después de que un gran observatorio descubre
un planeta en tránsito por su estrella, un pequeño satélite podría observar los tránsitos posteriores,
liberar el telescopio más grande para hacer el trabajo que los satélites más pequeños no pueden.

La astrofísica Sara Seager, investigadora principal de ASTERIA
en el MIT, fue recientemente
galardonado
una beca de la NASA Astrophysics Science SmallSat Studies para desarrollar
Un concepto de misión para el seguimiento de ASTERIA. La propuesta describe una constelación.
de seis satélites aproximadamente dos veces más grandes que ASTERIA que buscarían exoplanetas
similar en tamaño a la Tierra alrededor de estrellas cercanas similares al Sol.

Pensando
Pequeña

Para construir el satélite de búsqueda de planetas más pequeño de la historia, el
ASTERIA no se limitó a reducir el hardware utilizado en naves espaciales más grandes. En muchos casos,
tuvieron que adoptar un enfoque más innovador. Por ejemplo, el satélite MOST utilizado
una cámara con un detector de dispositivo de carga acoplada (CCD), que es común para el espacio
satélites ASTERIA, por otro lado, estaba equipado con un semiconductor de óxido de metal complementario
(CMOS) detector: una tecnología bien establecida que generalmente se usa para hacer precisión
Mediciones de brillo en luz infrarroja, luz no visible. Basado en CMOS de ASTERIA,
La cámara de luz visible proporciona múltiples ventajas sobre un CCD. Uno grande: ayudó
Mantenga ASTERIA pequeño porque funciona a temperatura ambiente, eliminando la necesidad
para el gran sistema de enfriamiento que requeriría un CCD de funcionamiento en frío.

"Esta misión se ha centrado principalmente en aprender", dijo
Akshata Krishnamurthy, co-investigadora y co-líder de análisis de datos científicos para ASTERIA
en JPL. "Hemos descubierto tantas cosas que los futuros satélites pequeños
poder hacerlo mejor porque primero demostramos la tecnología y las capacidades.
Creo que hemos abierto puertas ".

ASTERIA se desarrolló bajo el programa Phaeton de JPL, que proporcionó
Contrataciones iniciales, bajo la guía de mentores experimentados, con los desafíos
de un proyecto de vuelo. ASTERIA es una colaboración con MIT en Cambridge; Sara del MIT
Seager es el investigador principal del proyecto. Brice
Demory de la Universidad de Berna también contribuyó al nuevo estudio. Los proyectos
Las misiones extendidas fueron parcialmente financiadas por la Fundación Heising-Simons. JPL es
una división de Caltech en Pasadena, California.

Noticias Medios Contacto

Calla Cofield
Laboratorio de Propulsión a Chorro, Pasadena, California.
626-808-2469
calla.e.cofield@jpl.nasa.gov

2020-102

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