CHEOPS (angl. Characterising ExOPlanets Satellite – egzoplanetas apibūdinantis palydovas), Europos kosmoso agentūros kosminis teleskopas, kurio pagrindinė paskirtis nustatyti žinomos masės egzoplanetų dydį, kad būtų galima įvertinti jų tankį, sudėtį ir formavimąsi. CHEOPS projektui vadovauja Berno universiteto Erdvės ir tinkamumo gyventi centras. Erdvėlaivį pagamino Ispanijos bendrovė Airbus Defence and Space. 2019 12 18 paleistas kosminis teleskopas yra pirmasis teleskopas, pradėjęs veikti pagal Europos kosmoso agentūros mažos klasės teleskopų mokslo programą Cosmic Vision.
Pagrindinė CHEOPS paskirtis yra tiksliai išmatuoti egzoplanetų, kurių masė jau yra žinoma iš antžeminių spektroskopinių tyrimų, dydį. Žinodami egzoplanetų masę ir dydį mokslininkai galės nustatyti planetų tankį ir apytikslę jų sudėtį, pvz., ar jos yra dujinės ar uolėtos. CHEOPS yra efektyvus instrumentas stebint egzoplanetas, kurių masė yra tarp superžemių ir superneptūnų arba kurių spindulys atitinka 1–6 Žemės planetų spindulius. CHEOPS skirtas negilių tranzitų stebėjimams ir tikslių žinomų egzoplanetų dydžių nustatymui.
Teleskopo įranga
CHEOPS erdvėlaivis turi 32 cm skersmens Ritchey-Chrétieno teleskopą, kuris sumontuotas ant standartinės nedidelės palydovinės platformos SEOSAT. Palydovo matmenys yra apie 1,5 × 1,5 × 1,5 m3. Paleidimo metu jo masė buvo 273 kg, o darbinės būsenos erdvėlaivis sveria 58 kilogramus. CHEOPS kosminis teleskopas buvo iškeltas nešančiąja raketa Soyuz-ST-A. Teleskopo vamzdžio dangtis buvo atvertas 2020 01 29, pirma nuotrauka padaryta 2020 02 07. Mokslinius stebėjimus CHEOPS kosminis teleskopas pradėjo 2020 04.
CHEOPS buvo iškeltas į Saulės sinchroninę orbitą 712–715 km aukštyje. Jo orbitinis periodas yra 90 minučių. Orbitos polinkis Žemės pusiaujo atžvilgiu yra 92,80°. CHEOPS skrieja žemoje orbitoje aplink Žemę, todėl stebėjimų metu juo matomi ir kitų dirbtinių palydovų pėdsakai. CHEOPS erdvėlaivio instrumentų maitinimas užtikrinamas Saulės baterijomis, kurios yra ir Saulės skydo dalis. Saulės baterijos užtikrina nepertraukiamą 60 W elektros srovės galią, reikalingą prietaisams veikti. CHEOPS gali perduoti daugiau kaip 1,2 Gb duomenų per dieną. CHEOPS teleskopo padėtis valdoma pagal tris ašis, bet viena ašis visuomet yra nukreipta Žemės kryptimi. Kiekvieną kartą skriedamas savo orbita erdvėlaivis lėtai sukasi aplink teleskopo regėjimo spindulį, kad židinio plokštumos aušintuvas būtų šešėlyje. Tai leidžia pasyviai aušinti detektorių. Įprasta vieno lauko stebėjimų trukmė – 48 valandos.
CHEOPS kosminis teleskopas (dailininko piešinys)
Jutiklis, pagalbinė elektronika, teleskopas, pagalbinė optika, prietaiso kompiuteris ir šiluminio reguliavimo įranga yra vadinami CHEOPS instrumentų sistema, arba CIS. CCD (angl. charge coupled device) kameroje yra sumontuotas jutiklis, kurį sudaro 1024 × 1024 pikseliai. Kiekvieno pikselio dydis yra 13 µm. CCD imtuvas yra sumontuotas teleskopo židinio plokštumoje. Jis pasyviai aušinamas iki 233 K (–40 °C), o terminis stabilumas yra 10 mK. Fotometriniai stebėjimai atliekami bangų ilgiuose nuo 330 nm iki 1100 nm.
CHEOPS nuotraukose žvaigždžių vaizdas nėra ryškus, nes teleskopas yra specialiai išfokusuotas, kad žvaigždės šviesa kristų ne į vieną, o į daugelį jutiklio pikselių. Iš tokių išplitusių vaizdų gaunami žvaigždžių spindesio matavimai būna tikslesni. Padarius pirmas nuotraukas paaiškėjo, kad vaizdų kokybė yra geresnė, nei buvo numatoma pagal matavimus laboratorijoje prieš iškeliant teleskopą į kosminę erdvę. Gaunami tolygesni ir simetriškesni žvaigždžių vaizdai užtikrina mažesnes matavimų paklaidas.
Stebėjimai ir atradimai
CHEOPS kosminio teleskopo orbita ir galimos stebėjimų kryptys
80 % CHEOPS mokslinių stebėjimų laiko skirta CHEOPS garantuoto laiko stebėjimų (angl. Guaranteed Time Observing, GTO) programai, kuriai vadovauja D. P. Queloz. GTO programos pagrindą sudaro žinomų tranzitinių egzoplanetų charakterizavimas ir jau turimų parametrų tikslinimas. Dalis GTO programos skirta kitais būdais (pvz., radialinių greičių metodu) atrastų egzoplanetų tranzitams stebėti. Dar viena GTO programos dalis skirta daugianarių sistemų tyrimams ir dar neatrastų planetų šiose sistemose paieškai, pvz., naudojant tranzitų laiko variacijų (angl. Transit Timing Variation, TTV) metodą. Kitas CHEOPS mokslinių stebėjimų laikas yra skirtas Europos kosmoso agentūros vykdomai Stebėtojų-svečių programai (angl. Guest Observers, GO). Tyrėjai, vieną kartą per metus pateikę prašymą, gali būti atrinkti atlikti stebėjimus su CHEOPS kosminiu teleskopu.
Taip buvo stebėtos tokios egzoplanetos kaip karštieji Jupiteriai HD 17156 b, Kelt-22A b, šiltasis Jupiteris K2-139b, daugianarės sistemos GJ 9827, K2-138, egzoplanetos DS Tuc Ab, 55 Cancri e, WASP-189 b. Atliekami ir kiti su egzoplanetų mokslu susiję stebėjimai, pvz., planetų prie greitai besisukančių žvaigždžių stebėjimai, planetinės medžiagos aplink baltąsias nykštukes stebėjimai, tranzitinių ne Saulės sistemai priklausančių kometų paieška prie 5 Vulpeculae ir kita.
Jau yra paskelbti karštojo Jupiterio WASP-189 b stebėjimų rezultatai. Nustatyta, kad egzoplanetų sistema TOI-178 turi 6 planetas, iš kurių 5 turi rezonansines orbitas. Buvo apskaičiuoti šių egzoplanetų tankiai.
Planuojama, kad CHEOPS teleskopas veiks 3,5 metų. Egzoplanetos, turinčios tikslias charakteristikas, bus tokių kosminių teleskopų kaip Jameso Webbo kosminis teleskopas (JWST) arba galingų antžeminių teleskopų, priklausančių ekstremaliai didelių teleskopų kategorijai (kurių skersmuo didesnis kaip 20 m), pagrindiniai tyrimų objektai.
3203