"Миссия века" TESS: в поисках внеземной жизни

Транзитный космический телескоп TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), запущенный в апреле этого года, исследует около 200 тыс. небесных объектов, имеющих признаки экзопланет. 

Экзопланетами, или внесолнечными планетами, называют планеты, находящиеся за пределами Солнечной системы. Изучение этих небесных объектов долгое время было недоступно исследователям – в отличие от звезд, они слишком малы и тусклы. 

Поиску планет, пригодных для обитания, NASA посвятила целую программу. Она состоит из трех этапов. Научный руководитель проекта, астрофизик Джордж Рикер из Института астрофизики и космических исследований им. Кавли, назвал ее «миссией века».   

Время TESS

В качестве миссии спутник был предложен в 2006 году. Спонсорами проекта выступили такие известные компании, как Kavli Foundation, Google, инициативу также поддержал Массачусетский технологический институт.  

В 2013 году TESS был включен в программу NASA Explorer. TESS рассчитан на 2 года. Ожидается, что в первый год космический аппарат будет исследовать Южное полушарие, во второй – Северное полушарие.   

«TESS предстоит открыть тысячи экзопланет, в том числе сопоставимых по размеру с Землей», – говорится в заявлении Массачусетского технологического института (MIT), который возглавляет миссию.  

Цели 

Спутник является продолжением успешной миссии космического телескопа NASA Кепплер, запущенного в 2009 г.  Как и Kepler, TESS будет вести поиск, ориентируясь на изменение яркости звезд. Когда экзопланета проходит перед звездой (так называемый планетарный транзит), она отчасти затмевает излучаемый звездой свет. Эти провалы яркости и могут указывать на то, что вокруг звезды вращаются одна или несколько планет.  

Однако, в отличие от Кепплера, новая миссия сосредоточится на звездах, в 100 раз более ярких, отберет наиболее подходящие для детального изучения и определит цели для будущих миссий. TESS будет сканировать небо, поделенное на 26 секторов площадью 24 на 96 градусов. Мощные камеры на космическом корабле будут фиксировать малейшие изменения в свете звезд в каждом секторе.  

Руководитель проекта Рикер отметил, что за время миссии команда рассчитывает открыть несколько тысяч планет. «Эта задача шире, она выходит за рамки обнаружения экзопланет. Изображения с TESS позволят сделать ряд открытий в астрофизике», – добавил он. 

Возможности 

Телескоп TESS по сравнению с предшественником – Кепплером – более совершенен. У них одна цель, оба используют «транзитную» технику поиска, но возможности различны. Распознавший более двух тысяч экзопланет Кепплер свою основную миссию провел, наблюдая за узким участком неба. TESS имеет область обзора, почти в 20 раз большую, что позволяет ей обнаружить большее количество небесных объектов. 

Следующим эстафету в изучении экзопланет примет космический телескоп Джеймс Вебб.  Webb будет сканировать объекты, идентифицированные TESS, более детально – на наличие водяного пара, метана и других атмосферных газов. Его планируют вывести на орбиту в 2019 году. Эта миссия должна стать завершающей.   

Оборудование

По данным NASA, на космическом корабле с солнечной батареей находятся четыре широкоугольных оптических телескопа – рефрактора. В каждый из четырёх приборов встроены полупроводниковые камеры с разрешением 67,2 Мп, которые способны работать в спектральном диапазоне от 600 до 1000 нанометров.  

Современное оборудование должно обеспечить широкий обзор всего неба. Телескопы будут наблюдать конкретный участок в промежутке от 27 до 351 дня и затем переходить к следующему, последовательно пройдя оба полушария в течение двух лет. 

Данные мониторинга будут обрабатываться и храниться на борту спутника в течение трёх месяцев. Аппарат передаст на Землю только те данные, которые могут представлять научный интерес.   

Орбита и запуск

Одной из самых сложных задач для команды оказались расчеты уникальной орбиты для космического корабля. Аппарат запустят на высокую эллиптическую орбиту вокруг Земли – он дважды обогнет Землю за то время, пока Луна пройдет полный круг. Этот тип орбиты наиболее стабилен. Здесь нет космического мусора и сильного излучения, способного вывести спутник из строя. Аппарату будет легко обмениваться данными с наземными службами. Кроме того, выбор такой орбиты позволит сэкономить топливо.  

Однако был и минус – такая траектория ограничивала временные возможности запуска: он должен быть синхронизирован с орбитой Луны. Со временем старта было необходимо уложиться в небольшое «окно» – с марта по июнь. Пропустив этот срок, миссия не смогла бы выполнить запланированные задачи. 

Первоначально запуск TESS был назначен на 20 марта, но затем его перенесли на 16 апреля и еще на 2 дня. С просьбой об изменении сроков выступила SpaceX – компания, которая должна доставить спутник на орбиту. В итоге миссия успешно стартовала в ночь с 18 на 19 апреля.

Интересные факты

• Согласно опубликованному бюджету NASA, содержание экзопланетного телескопа в 2018 г. обойдется агентству почти в 27,5 млн долл. при общей стоимости проекта 321 млн долл.   
• Космический аппарат будет вращаться на орбите, которая никогда ранее не использовалась. Эллиптическая орбита, называемая P / 2, составляет ровно половину орбитального периода Луны. Это означает, что TESS будет делать полный оборот вокруг Земли каждые 13,7 дня.    
• За право запустить спутник аэрокосмическая корпорация Илона Маска выдержала серьезную конкуренцию с Boeng. Статистика и NASA оказались на стороне SpaceX.   
• Разработку приборов – от бортовых телескопов до оптических приёмников – профинансировала Google.    

Ожидается, что TESS обнаружит тысячи кандидатов на звание экзопланеты размером меньше Нептуна, включая и близкие по размеру с Землей. Последних могут насчитываться десятки», - отметил Джордж Риккер.  

По материалам

https://www.nasa.gov/content/about-tess  

https://www.space.com/39939-tess-satellite-exoplanet-hunter.html  

https://en.wikipedia.org/wiki/Transiting_Exoplanet_Survey_Satellite

https://www.sciencenews.org/blog/science-ticker/watch-nasa-next-exoplanet-hunter-launch?tgt=nr