藝術(shù)家對在軌可愛任務(wù)的構(gòu)想。自2021年9月以來，新的小包系外行星CUTE一直在560公里的設(shè)計使義烏外圍（外圍預(yù)約）外圍女價格（電話微信180-4582-8235）提供一二線城市真實上門外圍上門外圍女，快速安排30分鐘到達太陽同步軌道上運行。圖片:uux.cn/美國國家航空航天局
（神秘的從個成地球uux.cn）據(jù)美國宇航局：在迄今發(fā)現(xiàn)的大約5500顆系外行星中，許多行星的裝中軌道非常靠近其母星。這些近距離行星提供了一個獨特的觀測機會來詳細觀察對我們太陽系的發(fā)展和演變至關(guān)重要的現(xiàn)象，包括大氣質(zhì)量損失和與主恒星的極端相互作用。美國國家航空航天局于2021年9月發(fā)射的可愛科羅拉多州紫外線過境實驗（CUTE）任務(wù)采用了一種新的設(shè)計，首次使用小型航天器探索這些過程。新的小包系外行星CUTE提供了獨特的設(shè)計使光譜診斷方法，可以追蹤近距離超高溫巨型行星的從個成義烏外圍（外圍預(yù)約）外圍女價格（電話微信180-4582-8235）提供一二線城市真實上門外圍上門外圍女，快速安排30分鐘到達逃逸大氣層。此外，裝中CUTE的觀測專用任務(wù)架構(gòu)使測量持續(xù)時間能夠表征這些星球上的大氣結(jié)構(gòu)和可變性。
大氣逃逸是極端一個影響許多行星的結(jié)構(gòu)、組成和演化的可愛基本過程。它已經(jīng)在我們太陽系的所有類地行星上運行過，并且很可能推動了以美國國家航空航天局開普勒任務(wù)為特征的短周期行星人口統(tǒng)計。事實上，在預(yù)測溫帶類地系外行星的宜居性時，大氣逃逸最終可能是決定性因素。2003年，在氫萊曼-阿爾法線（121納米）首次觀測到逃逸的系外行星大氣。然而，由于中間星際介質(zhì)和地球高層大氣中的中性氫污染，對大多數(shù)系外行星進行高質(zhì)量的萊曼-阿爾法凌日測量非常具有挑戰(zhàn)性。相比之下，主星的近紫外線（NUV；250–350nm）通量比萊曼-阿爾法高兩到三個數(shù)量級，可以根據(jù)更平滑的恒星表面強度分布來測量過境光曲線。
這一知識促使科羅拉多大學(xué)大氣和空間物理實驗室的凱文·弗朗斯博士領(lǐng)導(dǎo)的團隊設(shè)計了這個可愛的任務(wù)（圖2）。該團隊于2016年2月通過ROSES/天體物理研究和分析（APRA）項目向美國國家航空航天局提出了CUTE概念，美國國家航空航天局于2017年7月資助了該項目。CUTE儀器率先在一個小型太空任務(wù)中使用了兩種技術(shù):一種新穎的矩形卡塞格倫望遠鏡（20厘米×8厘米主鏡）和一種微型低分辨率攝譜儀，工作波長約為250-330納米。矩形望遠鏡的制造是為了適應(yīng)6U立方體衛(wèi)星外形的獨特儀器體積，這種調(diào)整提供了大約三倍于傳統(tǒng)圓形孔徑望遠鏡的收集面積。緊湊的攝譜儀滿足任務(wù)的光譜分辨率要求，同時使用從哈勃太空望遠鏡改編的按比例縮小的組件技術(shù)。
圖2–安裝在航天器總線上的CUTE科學(xué)儀器圖像，包括矩形望遠鏡和小型化攝譜儀。致謝:uux.cn/可愛團隊，科羅拉多大學(xué)
這種新穎的儀器設(shè)計使CUTE能夠以與大型任務(wù)類似的精度測量NUV，即使在立方體衛(wèi)星經(jīng)歷的更具挑戰(zhàn)性的熱和指向環(huán)境中。此外，CUTE儀器的NUV帶通使其能夠測量地面儀器無法到達的高度擴展的大氣層中的鐵和鎂離子。可愛的科學(xué)儀器被納入6U藍峽谷技術(shù)公司的航天器總線，該總線提供電源、命令和數(shù)據(jù)處理、姿態(tài)控制和通信。這個立方體衛(wèi)星平臺使CUTE能夠觀測到某個行星的多次凌日。來自CUTE儀器的光譜圖記錄在紫外優(yōu)化的商用現(xiàn)成電荷耦合器件（CCD）上，進行機載數(shù)據(jù)處理，并將數(shù)據(jù)產(chǎn)品轉(zhuǎn)發(fā)到科羅拉多大學(xué)的地面站。
圖3-研究生Arika Egan（中）和電氣工程師Nicholas DeCicco（左）在范登堡太空部隊基地將CUTE安裝到LANDSAT-9二級有效載荷分配器中。致謝:uux.cn/可愛團隊，科羅拉多大學(xué)
CUTE于2021年9月27日作為美國國家航空航天局LANDSAT-9任務(wù)的二級有效載荷發(fā)射到560公里遠地點的太陽同步軌道。發(fā)射后大約兩個小時，CUTE從有效載荷分配器中展開（圖3），然后展開太陽能電池陣列。業(yè)余無線電界在第一條軌道上發(fā)現(xiàn)了航天器信標信號，并于第二天與科羅拉多大學(xué)的地面站建立了通信。航天器和儀器的在軌調(diào)試于2022年2月結(jié)束，自那時以來，該任務(wù)一直在進行科學(xué)操作。
截至2024年2月，CUTE正在積極獲取科學(xué)和校準數(shù)據(jù)（圖4），并觀察到7個不同系外行星系統(tǒng)的6至11次凌日。數(shù)據(jù)下行效率是限制任務(wù)過程中觀察到的目標數(shù)量的主要因素。可愛的光變曲線和過境光譜揭示了一些行星上延伸的NUV大氣（圖5）和其他行星大氣傳輸光譜中潛在的時間可變性。例如，對超熱系外行星木星WASP-189b的觀測表明大氣層高度擴展。觀察到鎂離子在引力作用下不受行星束縛，這是該系統(tǒng)中重元素主動逃逸的證據(jù)。可愛的數(shù)據(jù)由美國國家航空航天局系外行星科學(xué)研究所存檔。
上圖:在紫色背景下，從左到右描繪了一條近乎直線的圖形。底部:x軸表示波長，y軸表示通量；一條藍色的線從左到右向下彎曲。圖4-來自CUTE的飛行數(shù)據(jù)顯示了原始CCD觀測值（上圖）和校準后的一維光譜（下圖）。圖片來源:uux.cn/法國等（2023年）
該圖以藍色顯示光學(xué)數(shù)據(jù)，以黑色顯示第1次訪問的NUV數(shù)據(jù)，以綠色顯示第2次訪問的數(shù)據(jù)，以粉色顯示第3次訪問的數(shù)據(jù)。大多數(shù)數(shù)據(jù)點從左到右落在一條直線上，除了在軌道相位0時有一個明顯的下降。圖5-超熱系外行星木星WASP-189b可愛的NUV過境光曲線。這條光變曲線是由三次單獨的行星凌日形成的。圖片來源:uux.cn/Sreejith等人（2023年）
CUTE成功地展示了非圓形望遠鏡和微型攝譜儀設(shè)計在小型空間飛行任務(wù)中的應(yīng)用，這種方法隨后被一些美國國家航空航天局和國際飛行任務(wù)設(shè)計所采用，包括美國國家航空航天局新的利用紫外成像和光譜從附近恒星監(jiān)測活動（螳螂）任務(wù)。CUTE對低于1% NUV精度的演示表明，大型紫外天文任務(wù)所達到的精度也可以通過立方體衛(wèi)星實現(xiàn)。此外，學(xué)生培訓(xùn)和早期職業(yè)指導(dǎo)是可愛計劃成功的關(guān)鍵因素。到目前為止，已有20多名早期職業(yè)學(xué)生和專業(yè)人士培訓(xùn)并參與了可愛的活動——從科學(xué)到工程再到運營。
項目負責人
科羅拉多大學(xué)大氣和空間物理實驗室Kevin France教授
贊助組織
天體物理學(xué)部天體物理學(xué)研究和分析計劃
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