Exoplanet detektorer

Den første batch af ladningskoblede enheder, eller CCD'er, at blive fløjet på ESA's PLATO rumobservatorium blev accepteret af ESA i sidste måned. Dette er en vigtig milepæl på vejen mod at skabe et banebrydende rumfartøj, der vil opdage exoplaneter på størrelse med Jorden i kredsløb om nærliggende stjerner.

PLATO, eller PLANetære transitter og oscillationer af stjerner, er den anden ESA-ledede mission, der er dedikeret til exoplaneter - planeter uden for vores solsystem - og den tredje med ESA-deltagelse. Planlagt at blive lanceret i 2026, PLATO vil følge i fodsporene på CHEOPS, den karakteristiske ExOPlanet Satellite-mission, planlagt til lancering senere i år, og den CNES-ledede CoRoT-mission, som fungerede mellem 2006 og 2014.

PLATOs primære opgave bliver at søge efter stenet, Jordlignende planeter, der kredser om relativt nærliggende stjerner, der ligner Solen. Over perioder på måneder til år, PLATO vil bruge meget følsomme lysdetektorer - ligesom avancerede versioner af CCD'er, der bruges i digitale kameraer - til at overvåge den skiftende lysstyrke af tusindvis af stjerner.

CCD'erne i PLATO's kameraer vil registrere enhver let dæmpning og oplysning af en stjerne forårsaget af en eller flere planeter, der bevæger sig foran den. Sådanne planeter er ekstremt vanskelige at opdage og studere på grund af deres lille størrelse og svaghed, nærhed til deres stjerner, og stor afstand fra Jorden.

CCD'erne vil være et nøgleelement i PLATOs videnskabelige instrument, som leveres af et konsortium af europæiske forskningscentre og institutter. Instrumentet vil prale af det største digitale kombinerede kamera, der nogensinde er fløjet i rummet, modtager lys fra 26 teleskoper, alle monteret på en enkelt satellitplatform.

Det kombinerede kamera vil have et ekstremt bredt synsfelt, dækker et samlet areal på himlen på cirka 2250 kvadratgrader – til sammenligning, fuldmånen spænder kun omkring 0,2 kvadratgrader på himlen. PLATO vil gøre brug af dette enorme dækningsområde ved at pege sine teleskoper samtidigt mod et lille antal udvalgte 'felter' på himlen.

Afhængigt af den videnskabelige operationsplan, der til sidst vælges, PLATO vil observere mellem 10 og 50 procent af himlen fra sin orbitale placering omkring L2 Lagrange-punktet, 1,5 millioner km væk fra Jorden i anti-sol retning.

Hvert teleskop vil omfatte fire CCD'er, der er specielt designet og produceret af Teledyne e2v i Chelmsford, Storbritannien.

De første 20 CCD'er til PLATO blev accepteret til levering af ESA i midten af ​​marts, og de resterende 84 detektorer vil blive leveret i yderligere partier inden udgangen af ​​2020.

"Leveringen af ​​de første detektorer på nuværende tidspunkt er vigtig, fordi det sikrer den tidlige tilgængelighed af et af nøgleelementerne i hele missionen, sagde Bengt Johlander, PLATO payload manager hos ESA.

"Det gør det også muligt for PLATO-teamet at fortsætte med den første fase af den komplekse integration og test af det store antal teleskoper i satellitten."

PLATO CCD'erne producerer hver et billede på 20 megapixels (eller Mpixels), hvilket svarer til outputtet fra et kommercielt digitalkamera i mellemklassen. De fleste CCD'er vil tage målinger hvert 25. sekund, men otte af dem vil blive monteret i to 'hurtige' teleskoper, der vil foretage målinger af lysere stjerner hvert 2,5 sekund.

Hvert teleskop vil derfor omfatte omkring 80 Mpixels, hvilket resulterer i en total satellit på 2,12 gigapixels (Gpixels). Dette er over det dobbelte af det tilsvarende antal for ESA's Gaia-mission, som i øjeblikket har det største kamera, der nogensinde er fløjet i rummet.

CCD'ernes store format – cirka 8 cm × 8 cm pr. detektor – vil resultere i en samlet optisk følsom overflade på 0,74 kvadratmeter. Detektorerne vil arbejde ved en temperatur lavere end -65°C for at maksimere deres følsomhed.

PLATO vil ikke kun søge efter nye planeter, men også studere egenskaberne af deres værtsstjerner, og bestemme de planetariske masser, størrelser og aldre med hidtil uset nøjagtighed, at forbedre vores forståelse af planetarisk systemarkitektur og identificere potentielt beboelige verdener.

OM PLATO

PLATO er den tredje mellemklassemission i ESA's langsigtede Cosmic Vision-program. Dens formål er at finde og studere et stort antal ekstrasolare planetsystemer, med vægt på egenskaberne af terrestriske (klippe)planeter – hvoraf nogle kan være i den beboelige zone omkring sollignende stjerner.

Under sin planlagte fire-årige førstemission, PLATO vil observere hundredtusindvis af stjerner, fører til opdagelsen og karakteriseringen af ​​tusindvis af nye exoplaneter. PLATO vil scanne og observere enorme områder af himlen, koncentrerer sig om de klareste og nærmeste stjerner.

PLATO er også designet til at undersøge seismisk aktivitet i stjerner, muliggør den præcise karakterisering af en planets værtsstjerne, inklusive dens alder.

ESA leverer rumfartøjet, CCD'erne, missionsoperationerne, og dele af de videnskabelige operationer. PLATO Mission Consortium, finansieret af nationale agenturer, leverer nyttelasten og bidrager til de videnskabelige operationer.