Одна из четырех недорогих астрофизических миссий, выбранных для дальнейшей разработки концепции в рамках новой программы NASA Pioneers , Pandora будет изучать около 20 звезд и экзопланет, планет за пределами нашей солнечной системы, для обеспечения точных измерений инопланетных атмосфер.

Эта миссия будет стремиться определить состав атмосферы, наблюдая планеты и их звезды одновременно в видимом и инфракрасном свете в течение длительных периодов времени. В частности, Pandora будет исследовать, как вариации света родительской звезды влияют на измерения экзопланет . Это остается серьезной проблемой при определении состава атмосферы планет, вращающихся вокруг звезд, покрытых звездными пятнами, которые могут вызывать колебания яркости при вращении звезды.

Pandora — это миссия небольшого спутника, известная как SmallSat, одна из трех таких орбитальных миссий, получившая зеленый свет от NASA для перехода к следующему этапу разработки программы Pioneers. SmallSats — это недорогие космические полеты, которые позволяют агентству продвигать научные исследования и расширять доступ к космосу. Пандора будет работать на солнечно-синхронной низкой околоземной орбите, которая всегда держит Солнце прямо за спутником. Эта орбита сводит к минимуму световые изменения на спутнике и позволяет Pandora получать данные за длительные периоды времени. Из концепций SmallSat, выбранных для дальнейшего изучения, Pandora — единственная, ориентированная на экзопланеты.

Источник: Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса и Центр космических полетов имени Годдарда NASA.
Эта иллюстрация (не в масштабе) изображает орбитальную схему Pandora на солнечно-синхронной низкой околоземной орбите, расположенной примерно на высоте от 700 до 800 километров над поверхностью Земли, когда она наблюдает за экзопланетами и звездами. Эта орбита позволяет Pandora получать несколько наблюдений за экзопланетами в течение длительных периодов времени, а зона исключения земного сияния помогает избежать отраженного света от Земли.

Максимальное использование научного потенциала

Пандора концентрируется на изучении экзопланетной и звездной атмосферы, исследуя планеты, когда они пересекаются перед своими звездами или проходят мимо них. Чтобы добиться этого, Pandora воспользуется преимуществом проверенной техники, называемой транзитной спектроскопией, которая включает в себя измерение количества звездного света, фильтрующего атмосферу планеты, и разделение его на цветные полосы, известные как спектр. Эти цвета кодируют информацию, которая помогает ученым идентифицировать газы, присутствующие в атмосфере планеты, и может помочь определить, является ли планета каменистой с тонкой атмосферой, такой как Земля, или толстой газовой оболочкой, такой как Нептун.

Однако эта миссия продвинет транзитную спектроскопию еще дальше. Pandora призвана смягчить один из самых серьезных недостатков этой техники: звездное загрязнение. У звезд есть атмосфера и изменяющиеся особенности поверхности, такие как пятна, которые влияют на наши измерения. Чтобы убедиться, что мы действительно наблюдаем атмосферу экзопланеты, нам нужно разделить вариации планеты и звезды.

Источник: NASA
На этой иллюстрации показано, как Pandora использует транзитную спектроскопию для надежной идентификации атмосферного состава экзопланеты, когда она проходит перед своей звездой.

Pandora будет разделять звездные и экзопланетные сигналы, наблюдая их одновременно в инфракрасном и видимом свете. Загрязнение звезд легче обнаружить в более коротких длинах волн видимого света, поэтому получение данных об атмосфере как в инфракрасном, так и в видимом свете позволит ученым лучше различать наблюдения, исходящие от атмосфер экзопланет и звезд.

Объединив усилия с более крупными миссиями NASA, Pandora будет работать одновременно с космическим телескопом Джеймса Уэбба, запуск которого запланирован на конец этого года. Уэбб предоставит возможность изучать атмосферы таких маленьких, как Земля, планет с беспрецедентной точностью, а Pandora будет стремиться расширить исследования и результаты телескопа, наблюдая за звездами-хозяевами ранее идентифицированных планет в течение более длительных периодов времени.

Такие миссии, как спутник для исследования транзитных экзопланет (TESS) NASA, космический телескоп Hubble и вышедшие на пенсию космические аппараты Кеплер и Спитцер, дали ученым удивительные взгляды на эти далекие миры и заложили прочную основу для изучения экзопланет. Эти миссии, однако, еще не полностью решают проблему звездного загрязнения, масштабы которой не определены в предыдущих исследованиях экзопланетных атмосфер. Pandora стремится заполнить эти критические пробелы в понимании NASA планетных атмосфер и расширить возможности исследования экзопланет.

 ← Читайте нас в Facebook