CHEOPS atingiu seu próximo marco:após extensos testes na órbita da Terra, alguns dos quais a equipe da missão foi forçada a realizar em casa devido à crise do coronavírus, o telescópio espacial foi declarado pronto para a ciência. CHEOPS significa "caracterizando satélite ExOPlanet, "e tem o objetivo de investigar exoplanetas conhecidos para determinar, entre outras coisas, se eles têm condições que são hospitaleiras para a vida.

CHEOPS é uma missão conjunta da Agência Espacial Europeia (ESA) e da Suíça, sob a liderança da Universidade de Berna em colaboração com a Universidade de Genebra (UNIGE). Depois de quase três meses de testes extensivos, com parte dele no meio do bloqueio para conter o coronavírus, na quarta-feira, 25 de março, 2020, A ESA declarou o telescópio espacial CHEOPS pronto para a ciência. Com esta conquista, A ESA entregou a responsabilidade de operar o CHEOPS ao consórcio da missão, que consiste em cientistas e engenheiros de aproximadamente 30 instituições em 11 países europeus.

Conclusão bem-sucedida da fase de teste CHEOPS, apesar da crise do coronavírus

A conclusão bem-sucedida da fase de teste ocorreu em tempos muito desafiadores, com essencialmente toda a equipe da missão sendo obrigada a trabalhar de casa no final da fase. “A concretização da fase de testes só foi possível com o empenho total de todos os participantes, e porque a missão tem um sistema de controle operacional que é amplamente automatizado, permitindo que comandos sejam enviados e dados sejam recebidos de casa, "explica Willy Benz, Professor de Astrofísica da Universidade de Berna e Pesquisador Principal da missão CHEOPS.

Uma equipe de cientistas, engenheiros e técnicos colocam o CHEOPS em um período de extensos testes e calibração desde o início de janeiro até o final de março. "Ficamos entusiasmados quando percebemos que todos os sistemas funcionaram conforme o esperado ou até melhor do que o esperado, "explica a cientista de instrumentos do CHEOPS Andrea Fortier, da Universidade de Berna, que liderou a equipe de comissionamento do consórcio.

Atendendo a altos requisitos de precisão de medição

A equipe começou focando na avaliação do desempenho fotométrico do telescópio espacial. O CHEOPS foi concebido como um dispositivo de precisão excepcional, capaz de detectar exoplanetas do tamanho do planeta Terra. "O teste mais crítico foi a medição precisa do brilho de uma estrela com uma variação de 0,002% (20 partes por milhão), "explica Willy Benz. Esta precisão é necessária para reconhecer claramente o escurecimento causado pela passagem de um planeta do tamanho da Terra na frente de uma estrela semelhante ao Sol (um evento conhecido como" trânsito, "que pode durar várias horas). O CHEOPS também foi solicitado a demonstrar sua capacidade de manter esse grau de precisão por até dois dias.

CHEOPS supera os requisitos

Para verificar isso, a equipe se concentrou em uma estrela conhecida como HD 88111. A estrela está localizada na constelação de Hydra, cerca de 175 anos-luz de distância da Terra, e não é conhecido por hospedar planetas. O CHEOPS obteve uma imagem da estrela a cada 30 segundos durante 47 horas consecutivas (ver Figura 1). Cada imagem foi analisada cuidadosamente, inicialmente usando um pacote de software automático especializado, e posteriormente pelos membros da equipe, determinar em cada imagem o brilho da estrela com a maior precisão possível. A equipe esperava que o brilho da estrela mudasse durante o período de observação devido a uma variedade de efeitos, como outras estrelas no campo de visão, o minúsculo movimento instável do satélite, ou o impacto de raios cósmicos no detector.

Os resultados do 5, 640 fotos tiradas pelo CHEOPS em 47 horas são mostradas na Figura 2 como uma "curva de luz". A curva representa a mudança ao longo do tempo nas medições de brilho de todas as imagens, mostrando uma dispersão de raiz quadrada média de 0,0015% (15 partes por milhão). "A curva de luz medida pelo CHEOPS era agradavelmente plana. O telescópio espacial supera facilmente o requisito de ser capaz de medir o brilho com uma precisão de 0,002% (20 partes por milhão), "explica Christopher Broeg, Gerente de Missão da missão CHEOPS na Universidade de Berna.

Um exoplaneta que flutuaria

A equipe observou outras estrelas, incluindo alguns conhecidos por hospedar planetas (estes são chamados de exoplanetas). CHEOPS focado no sistema planetário HD 93396 que está na constelação de Sextans, cerca de 320 anos-luz de distância da Terra. Este sistema consiste em um exoplaneta gigante chamado KELT-11b, que foi descoberta em 2016 para orbitar esta estrela em 4,7 dias. A estrela tem quase três vezes o tamanho do sol.

A equipe escolheu este sistema particular porque a estrela é tão grande que o planeta demora muito para passar na frente dela:na verdade, quase oito horas. "Isso deu à CHEOPS a oportunidade de demonstrar sua capacidade de capturar longos eventos de trânsito, de outra forma difíceis de observar do solo, como a parte "astronômica" da noite para a astronomia terrestre geralmente leva menos de oito horas, "explica Didier Queloz, professor do Departamento de Astronomia da Faculdade de Ciências da Universidade de Genebra e porta-voz da equipe científica CHEOPS. A primeira curva de luz de trânsito de CHEOPS é mostrada na Figura 3, onde o mergulho devido ao planeta ocorre aproximadamente nove horas após o início da observação.

O trânsito do KELT-11b medido pelo CHEOPS permitiu determinar o tamanho do exoplaneta. Tem um diâmetro de 181, 600 km, que o CHEOPS é capaz de medir com uma precisão de 4'290 km. O diâmetro da Terra, em comparação, é apenas aproximadamente 12, 700 km, enquanto o de Júpiter - o maior planeta do nosso sistema solar - é 139, 900 km. O exoplaneta KELT-11b é, portanto, maior do que Júpiter, mas sua massa é cinco vezes menor, o que significa que tem uma densidade extremamente baixa:"Ele flutuaria na água em uma piscina grande o suficiente, "diz David Ehrenreich, Cientista Missionário CHEOPS da Universidade de Genebra. A densidade limitada é atribuída à proximidade do planeta com sua estrela. A Figura 4 mostra um desenho do primeiro sistema de planeta em trânsito a ser observado com sucesso pelo CHEOPS.

Benz explica que as medições do CHEOPS são cinco vezes mais precisas do que as da Terra. "Isso nos dá uma amostra do que podemos alcançar com o CHEOPS nos próximos meses e anos, "continua Benz.

CHEOPS - em busca de planetas habitáveis ​​em potencial

A missão CHEOPS (caracterizando ExOPlanet Satellite) é a primeira das recém-criadas "missões de classe S" da ESA (missões de pequena classe com um orçamento ESA de menos de 50 milhões), e se dedica a caracterizar os trânsitos de exoplanetas. CHEOPS mede as mudanças no brilho de uma estrela quando um planeta passa na frente dessa estrela. Este valor medido permite que o tamanho do planeta seja derivado, e que sua densidade seja determinada com base nos dados existentes. Isso fornece informações importantes sobre esses planetas, por exemplo, sejam eles predominantemente rochosos, são compostos de gases, ou se eles têm oceanos profundos. Esse, por sua vez, é um passo importante para determinar se um planeta tem condições que são hospitaleiras para a vida.

O CHEOPS foi desenvolvido como parte de uma parceria entre a Agência Espacial Europeia (ESA) e a Suíça. Sob a liderança da Universidade de Berna e da ESA, um consórcio de mais de cem cientistas e engenheiros de onze estados europeus esteve envolvido na construção do satélite ao longo de cinco anos.

CHEOPS começou sua jornada ao espaço na quarta-feira, 18 de dezembro 2019 a bordo de um foguete Soyuz Fregat do espaçoporto europeu em Kourou, Guiana Francesa. Desde então, ele está orbitando a Terra em uma órbita polar há cerca de uma hora e meia a uma altitude de 700 quilômetros após o terminador.