První detektory evropského hledače exoplanet

Dřívější vizualizace teleskopu Plato.

V březnu letošního roku se program evropského teleskopu PLATO dočkal významného milníku. Přišel čas na doručení první várky senzorů CCD (charge-coupled devices), které v rámci této mise poletí do vesmíru. PLATO si neklade malé cíle – má se jednat o přelomový projekt, který by měl objevit exoplanety o velikosti naší Země, které obíhají kolem nedalekých hvězd. PLATO je zkratka anglického názvu PLAnetary Transits and Oscillations of stars a do vesmíru má letět v roce 2026.

CCD detektor pro misi PLATO.

CCD detektor pro misi PLATO.
Zdroj: http://sci.esa.int

PLATO svým výzkumem naváže na odkaz mise CHEOPS (CHaracterising ExOPlanet Satellite), která má startovat letos na podzim a měla by zkoumat již objevené exoplanety a také na odkaz mise francouzské CoRoT, která fungovala mezi roky 2006 a 2014. PLATO tedy bude druhým globálně evropským projektem zaměřeným na výzkum exoplanet a třetím, na kterém se ESA podílí.

Primárním úkolem tohoto programu je hledat kamenné exoplanety, které jsou podobné Zemi. Důležité je, že tyto světy se budou hledat u blízkých hvězd, které jsou podobné našemu Slunci. PLATO využije vysoké citlivosti palubních detektorů, které můžeme označit za pokročilejší verze CCD čipů, které se používají v digitálních fotoaparátech. Během čtyř let provozu v základní misi by měly výstupy z těchto senzorů zmapovat změny jasu tisíců hvězd.

Konstrukce sondy PLATO

Konstrukce sondy PLATO
Zdroj: http://sci.esa.int

Senzory zachytí i slabý pokles jasu a zjasnění, které jsou způsobeny zastíněním kotoučku hvězdy planetou (či planetami), která před ní přechází. Čím menší tyto planety jsou, tím hůře se detekují a studují. Malá planeta totiž hvězdu zastíní jen nepatrně – přičtěme si k tomu blízkost planety od hvězdy a naopak vzdálenost hvězdy od Země a máme tu složitý technický úkol.

Schéma jednoho teleskopu mise PLATO.

Schéma jednoho teleskopu mise PLATO.
Zdroj: http://sci.esa.int

Právě senzory CCD budou klíčovým prvkem vědeckého vybavení teleskopu PLATO, které dodá konsorcium evropských výzkumných středisek a institucí. Tohle přístrojové vybavení se bude moci chlubit největší kombinovanou digitální kamerou, jaká kdy letěla do vesmíru – světlo bude přijímat 26 teleskopů, které budou instalovány na jediné sondě.

Vzniklá virtuální superkamera bude disponovat mimořádně širokým zorným polem, které pokryje na obloze oblast zhruba 2250 stupňů čtverečních. Pro lepší představu můžeme říct, že Měsíc v úplňku zabírá na obloze zhruba 0,2 stupně čtverečního. PLATO využije své ohromné zorné pole k zamíření teleskopů simultánně na menší počet vybraných oblastí na obloze.

Podle plánu vědeckých činností by měla PLATO pozorovat něco mezi 10 a 50 procenty oblohy. Vše bude probíhat z pracovní oblasti kolem libračního modu L2 soustavy Slunce – Země, který se nachází 1,5 milionu kilometrů od Země směrem dál od Slunce. V každém palubním teleskopu budou čtyři CCD senzory , které byly pečlivě navrženy a vyrobeny britskou firmou Teledyne e2v, která sídlí ve městě Chelmsford.

Zkoušky CCD detektoru pro misi PLATO.

Zkoušky CCD detektoru pro misi PLATO.
Zdroj: http://sci.esa.int

V polovině března byla první várka 20 CCD senzorů pro misi PLATO schválena evropskou kosmickou agenturou k přijetí – zbývajících 86 detektorů čeká doručení do konce roku 2020. „Dodávka prvních detektorů je důležitá, protože zajišťuje včasnou dostupnost klíčových prvků celé mise,“ říká Bengt Johlander, manažer vědecké aparatury mise PLATO a dodává: „Kromě toho je umožněno, aby tým spojený s tímto projektem mohl začít první fázi celé komplexní integrace a testování velkého množství palubních teleskopů.“

Každý CCD čip pro PLATO zvládne pořídit snímek s rozlišením 20 megapixelů, což je hodnota srovnatelná s komerčně dostupnými fotoaparáty střední třídy. Je ale jasné, že srovnávat kosmickou techniku s komerčně dostupnými produkty jednoduše nejde – už jen z hlediska odolnosti proti změnám teplot nebo kosmickému záření. Většina CCD čipů bude pořizovat snímky každých 25 sekund. Ovšem osm čipů bude integrováno do dvou „rychlých teleskopů“, které mají snímkovat jasnější hvězdy jednou za 2,5 sekundy.

Porovnání sondy PLATO s lidskou postavou.

Porovnání sondy PLATO s lidskou postavou.
Zdroj: http://sci.esa.int

Selskými počty nám vyjde, že každý teleskop (vybavený čtyřmi čipy) bude disponovat rozlišením 80 megapixelů. Při počtu 26 teleskopů se tak dostáváme na stěží představitelnou hodnotu 2,12 gigapixelů. To je pro lepší představu dvojnásobek toho, čím disponuje dosavadní rekordman – evropská mise Gaia, která má momentálně největší kameru ve vesmíru (ve smyslu rozlišení). Každý CCD senzor má rozměry zhruba 8 × 8 centimetrů, což ve výsledku vytvoří celkovou opticky citlivou plochu 0,74 metru čtverečního. Detektory budou pro dosažení maximální citlivosti pracovat při teplotách nižších než -65 °C.

Ačkoliv má PLATO hledat exoplanety, není to jeho jediný úkol. Během své plánované čtyřleté primární mise bude studovat vlastnosti mateřských hvězd, určovat hmotnosti, rozměry a stáří exoplanet s nevídanou přesností. Díky pozorování stovek tisíc hvězd se vědci těší na objevy tisíců nových exoplanet. Kromě toho má prozkoumat i seismickou aktivitu hvězd a přesněji prozkoumat charakteristiky těchto objektů včetně jejich stáří.

Jednotlivé prvky mise PLATO.

Jednotlivé prvky mise PLATO.
Zdroj: http://sci.esa.int/

Zdroje informací:
http://sci.esa.int

Zdroje obrázků:
static1.i4u.com/sites/default/files/imagecache/main_image_large/images/2017/06/plato.jpg
http://sci.esa.int/science-e-media/img/62/PLATO_CCD_DSCN4279.jpg
http://sci.esa.int/science-e-media/img/b8/PLATO_spacecraft_modules.png
http://sci.esa.int/science-e-media/img/3e/PLATO_camera_orig.jpeg
http://sci.esa.int/science-e-media/img/61/PLATO_CCD_DSCN4278.jpg
http://sci.esa.int/science-e-media/img/content/images/2019/PLATO_spacecraft_scale_295w.jpg
http://sci.esa.int/science-e-media/img/b9/PLATO_spacecraft_components.png

První detektory evropského hledače exoplanet, 5.0 out of 5 based on 13 ratings
Pin It
(Visited 1 612 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 5.0/5 (13 votes cast)
(Visited 1 612 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


10 komentářů ke článku “První detektory evropského hledače exoplanet”

  1. MilAN napsal:

    Nějaké údaje o optice, na které budou ty čipy ?

  2. Aurelius napsal:

    chcem sa opýtať, v článku mi to asi ušlo… bude tento teleskop sledovať len jednu časť oblohy nepretržite (ako Kepler) či bude svoje zorné pole pravidelne meniť (ako TESS)… totiž, zaujíma ma to preto, lebo pri nepretržitom sledovaní je možné zachytiť planéty s dlhšou obežnou dobou pri hviezdach podobných nášmu Slnku (žltý trpaslík, poprípade ešte oranžový), zatiaľ čo pri zmene poľa je to vhodné skôr na planéty pri červených trpaslíkoch, ktoré však majú svoje problémy vzhľadom na “obyvateľnosť” – viazaná rotácia + červený trpaslík je dosť aktívna hviezda

    • Dušan Majer napsal:

      Pokud jsem to pochopil správně, tak by měl sledovat vymezenou oblast, ale může ji v případě potřeby změnit.

    • Hynek napsal:

      https://platomission.com/2018/05/19/operations-at-the-lagrange-point-2-l2/

      In its nominal science operations, PLATO’s current baseline observation scenario assumes a Long-duration Observation Phase (LOP) consisting of continuous observations of two sky fields, lasting 2 years each. An alternative scenario would consist of a LOP of three years and a step-and-stare phase (SOP) of one year. The current mission design constraints impose the centre of the LOP fields to be at least above 63 degrees or below -63 degrees in ecliptic latitude.

      Je tam i obrázek a srovnání se zorným polem Keplera.

      • Marek napsal:

        Ještě dodám, že k takto dlouhým pozorováním je potřeba každých čtvrt roku otočit platformu o 90 stupňů aby nedošlo k osvícení teleskopů sluncem a zároveň k optimálnímu natočení světelného štítu, který je současně solárním panelem. Po každé rotaci následuje kalibrace skládající se z nekolika desitek tisíc telecommands.

  3. frank napsal:

    možná ještě stojí za zmínku, zejména kvůli opakujícím se hlasům jak všechno s teleskopy v kosmu trvá a jak se pak nakonec nahoru dostane, díky staré specifikaci, už ” zastaralá technika .Plato bylo chváleno před více než pěti lety a nepoletí dřív než v roce 2024, tedy za dalších 5 let..

    Mě dělá radost zejména to, že tam zase bude česká, tedy vlastně moravská stopa:)

    Brněnská pobočka SAB Aerospace se údajně podílí na výrobě servisního modulu .

Zanechte komentář