EXCITE misyonu, kızılötesi teknolojiyi kullanarak dış gezegenlerin atmosferlerini gözlemlemek için bilimsel bir balon fırlatacak ve özellikle sıcak Jüpiterlere odaklanacak.
Bu NASA-destekli proje, gelişmiş spektroskopik teknikler kullanarak ve tüm gezegen yörüngeleri boyunca ayrıntılı sıcaklık profilleri yakalayarak diğer dünyalar hakkındaki anlayışımızı genişletmeyi, gelecekteki uzay araştırmaları ve teknolojisi için önünü açmayı amaçlıyor.
EXCITE Misyonu
Bilim insanları ve mühendisler, EXCITE (EXoplanet Climate Infrared Telescope) adı verilen kızılötesi bir görevi uzayın sınırına kadar uçurmaya hazırlanıyor.
HEYECANLANDIRMAK kutup çevresi uzun süreli bilimsel balon uçuşları sırasında, güneş sistemimizin ötesindeki dünyalar veya dış gezegenler etrafındaki atmosferleri incelemek için tasarlanmıştır. Ancak önce, bir test uçuşunu tamamlaması gerekir NASA’nın 2024 sonbaharındaki bilimsel balon seferi New Mexico’daki Fort Sumner’dan.
“EXCITE, dünyanın yıldızının etrafında döndüğü tüm süre boyunca veri toplayarak bize bir gezegenin atmosferi ve sıcaklığının üç boyutlu bir resmini verebilir” diyor misyonun baş araştırmacısı Peter Nagler. NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi Greenbelt, Maryland’de. “Daha önce bu tür ölçümlerden yalnızca birkaçı yapıldı. Bir gezegeni birkaç gün boyunca takip edebilecek konumda çok kararlı bir teleskop gerektirirler.”
Sıcak Jüpiterlerin Ortaya Çıkışı
EXCITE, her bir ila iki günde bir yörüngesini tamamlayan ve binlerce derecelik sıcaklıklara sahip olan dev gaz gezegenleri olan sıcak Jüpiterleri inceleyecek. Dünyalar gelgitsel olarak kilitlenmiş durumda, yani aynı taraf her zaman yıldıza bakıyor.
Teleskop, yıldıza bakan kavurucu yarımküreden nispeten daha soğuk olan gece tarafına kadar ısının gezegenin her tarafına nasıl dağıldığını gözlemleyecek.
Ayrıca, bir dünyanın atmosferindeki moleküllerin tüm yörünge boyunca ışığı nasıl emdiğini ve yaydığını belirleyecek, bu işleme faz-çözümlü spektroskopi adı verilir. Bu veriler yalnızca su, metan, karbondioksit ve diğerleri gibi bileşiklerin varlığını değil, aynı zamanda gezegen yıldızının yörüngesinde dönerken küresel olarak nasıl dolaştıklarını da ortaya çıkarabilir.
Gezegen Dışı Bilimde Bir Sıçrama
NASA’nın Hubble, James Webb ve emekli Spitzer uzay teleskopları bu ölçümlerden bir kısmını topladı.
Örneğin 2014 yılında Hubble ve Spitzer bir dış gezegen WASP-43 b olarak adlandırılan, dünyanın 22 saatlik günü boyunca veri toplamak için bilim insanlarının Hubble’dan 60 saat ve Spitzer’dan 46 saat. Uzay tabanlı gözlemevlerinde bu tür kaynak yoğun çalışmalar zordur. Zaman sınırlı bir kaynaktır ve çalışmalar o zaman için yüzlerce başka taleple rekabet etmelidir.
Balon Tabanlı Gözlemevlerinin Faydaları
“EXCITE, ilk bilim uçuşu sırasında bir düzine günden fazla uçmayı hedefliyor Columbia Bilimsel Balon Tesisi“Antarktika’daki ‘nin sahası” dedi EXCITE ekibi üyesi ve Maryland Üniversitesi, Baltimore İlçesi ve NASA Goddard’da araştırma bilimcisi olan Kyle Helson. “Ve kutuplarda, inceleyeceğimiz yıldızlar batmıyor, bu yüzden gözlemlerimiz kesintiye uğramayacak. Görevin bilim camiasının kullanımına sunulan faz çözünürlüklü spektrumların sayısını etkili bir şekilde iki katına çıkarmasını umuyoruz.”
EXCITE, helyumla dolu bilimsel bir balon aracılığıyla yaklaşık 132.000 feet’e (40 kilometre) uçacak. Bu, onu Dünya atmosferinin %99,5’inin üzerine çıkarır. Bu irtifada, teleskop çok az girişimle birden fazla kızılötesi dalga boyunu gözlemleyebilecektir.
İşbirliği ve Gelecek Beklentileri
“Teleskop kızılötesi ışığı toplar ve onu spektrometreye gönderir, burada bir tür küçük engel parkurundan geçer,” diyor Tempe’deki Arizona Eyalet Üniversitesi’nde lisansüstü araştırma asistanı ve EXCITE ekibi üyesi Lee Bernard. “Aynalardan ve bir prizmadan sekerek dedektöre ulaşır. Her şey çok hassas bir şekilde hizalanmalıdır – merkezden sadece birkaç milimetre uzakta ve ışık oraya ulaşamaz.”
Spektrometre, teleskopun arkasında bulunan kriyostat adı verilen bir kabın içinde durur. Kriyostat, spektrometrenin dedektörünü — bir zamanlar Webb’in NIRSpec’inden (Near InfraRed Spectrograph) uçuş adayıydı — yaklaşık 350 derece sıfırın altına kadar soğutur Fahrenhayt (eksi 210 derece) Santigrat derece) böylece kızılötesi ışıktaki küçük yoğunluk değişimlerini ölçebilir.
Tüm teleskop ve kriyostat düzeneği, 50 mili saniyeye kadar sabit bir şekilde aşağı doğru bakabilmek için üç eksende dönebildiği kürekli tekne şeklindeki bir tabanda durmaktadır. Bu, 65 mil öteden bir ABD çeyrek madeni parasına sabit bir bakış tutmak gibidir.
“EXCITE’ın alt sistemlerine birkaç farklı kurum katkıda bulundu,” dedi Rhode Island, Providence’daki Brown Üniversitesi’nde EXCITE ekibi üyesi ve lisansüstü araştırma asistanı Tim Rehm. “Hepsinin bir araya gelip birlikte çalıştığını görmek harika. Bu test uçuşunu yapmaktan heyecan duyuyoruz ve gelecekte yapmayı umduğumuz tüm bilim uçuşlarını dört gözle bekliyoruz.”
Özet ve Gelecek Görünümü
EXCITE cihazı öncelikle NASA Goddard, Brown, Arizona Eyalet Üniversitesi ve Ontario’daki StarSpec Technologies tarafından inşa edildi; ayrıca ABD, Kanada, İtalya ve Birleşik Krallık’taki işbirlikçilerin ek desteğiyle üretildi.
NASA’nın bilimsel balonları, astrofizik, heliofizik ve atmosfer araştırmaları gibi alanlarda bilimsel araştırmalar ve teknoloji olgunlaşması yapmak için yakın uzaya sık ve düşük maliyetli erişim sağlamanın yanı sıra mühendislik ve bilimde yeni nesil liderler için eğitim sunar. 2024 Fort Sumner sonbahar kampanyasındaki görevleri takip etmek için NASA’nın CSBF’sini (Columbia Bilimsel Balon Tesisi) ziyaret edin web sitesi Bir balonun yüksekliğinin gerçek zamanlı güncellemeleri için Küresel Konumlama Sistemi uçuş sırasında konum.
NASA’nın Virginia’daki Wallops Uçuş Tesisi, ajansın bilimsel balon uçuş programını her yıl dünya çapındaki fırlatma sahalarından 10 ila 15 uçuşla yönetiyor. Teksas’ta CSBF’yi işleten Peraton, NASA’nın bilimsel balon programı için görev planlama, mühendislik hizmetleri ve saha operasyonları sağlıyor. CSBF ekibi, yaklaşık 40 yıllık operasyon boyunca 1.700’den fazla bilimsel balon fırlattı. NASA’nın balonları Aerostar tarafından üretiliyor. NASA Bilimsel Balon Programı, NASA Genel Merkezi Bilim Görevi Müdürlüğü Astrofizik Bölümü tarafından finanse ediliyor.