على الأرجح أنك على دراية بأن المركبة الفضائية كيبلر المصممة خصيصًا للبحث عن الكواكب الخارجية ستنفد من الوقود في الأيام القادمة. منذ عام 2013 ، بسبب الحوادث ، تحول إلى مركب شراعي فضائي ، لكنه استمر في جمع البيانات. تخطط وكالة ناسا لجمع نوع من المعلومات العلمية بعد نهاية الوقود ، ولكن على العموم ستنتهي المهمة. ولكن لا تنزعج - أدى إطالة عمر كيبلر إلى حقيقة أنه انتظر الجهاز الخاص التالي ، TESS ، الذي يحقق الهدف نفسه - للبحث عن الكواكب في أنظمة النجوم الأخرى.
مهمة قديمة جديدة
لا يرتبط TESS و Kepler بالمهمة فقط ، ولكن أيضًا بالطريقة لتحقيقها. يعمل كلا التلسكوبين في البحث عن الكواكب الخارجية بطريقة العبور - عندما يمر كوكب بين نجم وتلسكوب ، يكون ضوءه مبللًا قليلاً.
الرسوم البيانية لسطوع النجوم أثناء مرور الكواكب الخارجية وفقًا لتلسكوب كيبلر ، رسم ناساهذه الطريقة جيدة من حيث أنه لا يمكنك تحديد معلمات المدار فحسب ، بل أيضًا البياض (الانعكاسية) وحتى محاولة معرفة تكوين الغلاف الجوي للكوكب الخارجي عن طريق تحليل التغيير في طيف النجم. للأسف ، فإن طريقة العبور لها أيضًا عيوب - أولاً وقبل كل شيء ، من المستحيل ملاحظة كوكب إذا لم يمر مستوى دورانه عبر محور "تلسكوب النجوم". بالإضافة إلى ذلك ، كلما كان الكوكب بعيدًا عن النجم ، كلما طالت فترة ثورته ، ووقتًا أطول من الضروري مراقبة النجم باستمرار من أجل ملاحظة الكوكب الخارجي. لكن بشكل عام ، فإن البساطة النسبية للطريقة والقدرة على مراقبة العديد من النجوم في نفس الوقت سمحت فقط لتلسكوب كبلر بفتح أكثر من ألفين ونصف كوكب خارجي ، وما يقرب من ثلاثة آلاف مرشح ينتظرون التأكيد.
مقارنة بين حقول رؤية كبلر و TESSولكن بعد ذلك تبدأ الاختلافات - ينظر كيبلر إلى قطاع ضيق للغاية من المساحة في منطقة كوكبة Cygnus ، ولكن على مسافة تصل إلى 3000 سنة ضوئية. TESS "ترى" 200 سنة ضوئية فقط ، ولكن في غضون عامين من المهمة الرئيسية سيتعين عليها فحص نصفي الكرة الأرضية. كل 27 يومًا ، سيتحول التلسكوب إلى قطاع جديد من القطب إلى 6 درجات شمال / جنوب. كما قد تخمن ، ستكون منطقة القطب تحت مراقبة مستمرة تقريبًا. قد يكون هذا مفيدًا للبعثات المستقبلية - في المنطقة المجاورة للقطب هناك منطقة ستكون متاحة باستمرار للمراقبة بواسطة تلسكوب جيمس ويب ، والتي لم يتم إطلاقها بعد.
الصورة: وكالة ناسا / تيسعيون جديدة
كاميرات TESS في ورشة العمل ، وكالة ناساالجهاز العلمي الوحيد على TESS هو أربع كاميرات متطابقة. تحتوي كل واحدة على مستشعر 16.8 ميجابكسل ، وتجميع من سبع عدسات ومرشح خاص في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة لمراقبة الأقزام الحمراء. سترى كاميرا بفتحة 146 ملم وفتحة عدسة نسبية f / 1.4 قطاعًا بحجم 24 × 24 درجة وستكون قادرة على التقاط الصور بدقة 4096 × 4096 بكسل.
جهاز استشعار ، الصورة فيما يلي مشروع ناسا / تيس
كاميرا مقطعية
تجميع الكاميرا ، شخص على نطاق واسعمن الجدير بالذكر أن TESS و Kepler هما برنامجان تابعان لوكالة ناسا بمستويات تمويل مختلفة ، لذا فإن TESS تبلغ حوالي نصف السعر.
مدار خاص
لكي لا تتدخل الأرض في عملية مراقبة TESS (في المدار المنخفض لن يعمل باستمرار للنظر في قطاع واحد لمدة 27 يومًا) ، يجب إرسال الجهاز بعيدًا عن كوكبنا. ومن أجل نقل البيانات ، من المستحسن أن تكون أقرب - مع زيادة المسافة ، هناك حاجة إلى هوائيات أكبر ، وتنخفض السرعة. منطقة المدار الثابت بالنسبة للأرض لا تناسب - سيتدخل القمر. حسنًا ، من المستحسن للغاية توفير المال عن طريق جعل التلسكوب أسهل وأسهل. ولحل جميع هذه المشاكل ، اختارت المقذوفات مدارًا مثيرًا للاهتمام لم يتم استخدامه من قبل.
دائرة الانسحاب تيس ، صورة وكالة ناسابعد الانفصال عن المرحلة العليا ، دخلت TESS في المدار المرجعي. لثلاث دورات ، يقوم الجهاز بمحركاته برفع apocenter (النقطة العليا للمدار) بحيث يظهر في منطقة القمر. لقد حفظوا بهدوء هنا - المناورة في دورة واحدة تتطلب محركات أكثر تكلفة وثقيلة. في الجولة الرابعة ، ستعقد TESS بالقرب من القمر ، مستفيدة من جاذبيتها من أجل الانتقال أولاً إلى مدار أعلى ، وثانيًا ، لتغيير ميلها (عملية مكلفة للغاية من حيث استهلاك الوقود).
نظرة على مدار TESS من مستوى مدار القمروأخيرًا ، من المدار الانتقالي ، سيتحول التلسكوب إلى العمل ، بعد أن أمضى فقط 200 متر / ثانية من السرعة المميزة. وبعد كل المناورات ، سيبقى التلسكوب حوالي 20٪ من الوقود المتبقي.
تبلغ مدة دوران مدار العمل 13.65 يومًا ، بالضبط نصف فترة دوران القمر. يتم ذلك عن قصد بحيث يكون كل مدار للقمر بعيدًا قدر الإمكان - 90 درجة إلى يسار أو يمين الجهاز ويقدم الحد الأدنى من الاضطرابات. من المتوقع أن يكون المدار مستقرًا (أي لن يتطلب استهلاك الوقود للتصحيح) لمدة 20 عامًا على الأقل.
ويتم حل مهمة التوفير على الهوائيات والاتصالات بحقيقة أن المدار ممدود تمامًا - فالمركز يكون أعلى بثلاث مرات تقريبًا من المركز. في منطقة أدنى نقطة من المدار ، ستتوقف TESS عن المراقبة لفترة قصيرة وتحويل الهوائي إلى الأرض وإرسال البيانات المتراكمة لكل دورة.
ومن المتوقع أن يكون التلسكوب في المدار العامل وسيبدأ الملاحظات العلمية خلال شهرين.
إطلاق
تجدر الإشارة إلى أن إطلاق التلسكوب كان نجاحًا منفصلاً لـ SpaceX - وللمرة الأولى تمكنت الشركة من الوصول إلى المهام العلمية المتوسطة المخاطر في وكالة ناسا ، وكان TESS أول جهاز يتم إطلاقه حصريًا من قبل وكالة الفضاء الأمريكية - تم إنشاء المشاريع السابقة ، Jason-3 و DSCOVR في تعاون وكالة ناسا مع منظمات أخرى.
بالمناسبة ، أصبحت TESS أخف مركبة تم إطلاقها على Falcon 9. لكن المدار المرجعي الأعلى لم يترك الوقود للعودة إلى الأرض ، كان على المرحلة الأولى أن تهبط على مركب. من المتوقع أيضًا أن تكون هذه المهمة هي الإطلاق الأخير لصاروخ تعديل بلوك 4 الجديد ، قريبًا جدًا يجب أن تطير النسخة النهائية ، الأكثر تكيفًا مع الإصدار 5 القابل لإعادة الاستخدام.