Una missione della NASA progettata per esplorare le stelle alla ricerca di pianeti al di fuori del nostro sistema solare è un passo più vicino al lancio, ora che le sue quattro telecamere sono state completate dai ricercatori del MIT.

Il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), a causa del lancio nel 2018, viaggerà nello spazio, identificando più di 20, 000 pianeti extrasolari. Questi andranno da pianeti delle dimensioni della Terra a giganti gassosi molto più grandi. TESS dovrebbe catalogare un campione di circa 500 pianeti delle dimensioni della Terra e "super Terra", o quelli con raggio inferiore al doppio di quello terrestre. Rileverà piccoli pianeti di roccia e ghiaccio in orbita attorno a una vasta gamma di stelle, compresi i mondi rocciosi nelle zone abitabili delle stelle che li ospitano.

"La comunità scientifica attende con impazienza il lancio di TESS e il primo rilascio di dati nel 2018, "dice Sara Seager, la classe del 1941 Professore di Scienze Planetarie al MIT e vice capo del TESS Science Office.

Durante i suoi due anni di missione, TESS, che è guidato dal MIT e gestito dal Goddard Space Flight Center della NASA, monitorerà la luminosità di oltre 200, 000 stelle. Cercherà cali temporanei di luminosità causati da un esopianeta che passa davanti alla sua stella ospite, come visto dalla Terra.

Le quattro telecamere del satellite, sviluppato dai ricercatori del Kavli Institute for Astrophysics and Space Research del MIT e del MIT Lincoln Laboratory, sono dotati di obiettivi grandangolari di grande apertura progettati per sorvegliare l'intero cielo.

Ciascuna telecamera è costituita da un gruppo di lenti contenente sette elementi ottici e un rilevatore con quattro chip sensore CCD (dispositivo ad accoppiamento di carica). Il processo complessivo di progettazione, fabbricare, e il test delle telecamere al MIT ha richiesto quattro anni per essere completato.

Le telecamere sono state recentemente consegnate a Dulles, Società aerospaziale con sede in Virginia Orbital ATK, dove saranno integrati sul satellite. Le quattro telecamere sono state montate sulla piastra della telecamera, ed è stato dimostrato il corretto funzionamento del computer di volo.

Gli strumenti sono stati appena ispezionati dalla NASA e da un gruppo di esperti tecnici indipendenti, come parte di una revisione formale dell'integrazione dei sistemi di tutti i componenti di TESS, che hanno superato con successo.

Ognuna delle quattro telecamere ha un campo visivo che è più di cinque volte maggiore di quello della telecamera volata nella precedente missione dell'osservatorio spaziale Kepler, a caccia di pianeti, secondo il principale investigatore di TESS George Ricker, ricercatore senior presso il MIT Kavli Institute.

"L'ensemble di quattro telecamere TESS visualizza istantaneamente una sezione di cielo che è più di 20 volte più grande di quella della missione Kepler, " Ricker dice. "Il campo visivo istantaneo delle telecamere TESS, combinato con la loro area e la sensibilità del rivelatore, è senza precedenti in una missione spaziale."

Una complicazione riscontrata negli obiettivi grandangolari molto veloci, come quelli delle telecamere TESS, è che la nitidezza dell'immagine varia nel campo visivo, e non c'è un unico focus, come si trova nelle fotocamere più convenzionali. Per di più, le proprietà dell'immagine cambiano al variare della temperatura delle telecamere.

Il team del MIT TESS ha sottoposto le telecamere a un'estesa, test rigorosi in condizioni progettate per replicare l'ambiente a cui saranno sottoposti nello spazio. Questi test dimostrano che le telecamere funzionano come previsto, ma con un piccolo spostamento del focus rispetto a quello previsto dai modelli. Questo spostamento si traduce in immagini stellari simulate al centro del campo che appaiono più nitide del previsto, mentre le immagini ai bordi del campo sono un po' meno nitide. Però, dopo aver studiato in modo indipendente gli effetti di questo spostamento, i ricercatori del team del MIT TESS e della NASA hanno entrambi concluso che la missione raggiungerà prontamente tutti i suoi obiettivi scientifici.

TESS si basa sulla sua capacità di rilevare piccoli cambiamenti nella luminosità stellare per rilevare i pianeti che li attraversano. L'elaborazione dei dati è progettata per correggere le variazioni di nitidezza dell'immagine sul campo per la maggior parte delle stelle, e produrrà un record di luminosità nel tempo per ogni stella monitorata, secondo Jacqueline Hewitt, direttore del MIT Kavli Institute.

Il team del MIT TESS continuerà a effettuare test a terra a lungo termine su una telecamera di volo di riserva per garantire che le loro prestazioni in orbita siano ben comprese.

Dopo il suo lancio il prossimo anno, TESS dividerà il cielo in 26 sezioni "cucite" e punterà le sue telecamere su ognuna di queste a turno per 27 giorni. Esplorerà l'emisfero australe nel primo anno della sua missione, e l'emisfero settentrionale nel suo secondo anno.

"TESS è classificata dalla NASA come una missione Explorer con obiettivi scientifici molto mirati, " Dice Hewitt. "È stato progettato per trovare esopianeti vicini e in orbita attorno a stelle luminose, così possiamo studiarli in grande dettaglio."

I dati prodotti dalle telecamere verranno prima elaborati dal computer di bordo della navicella. Verranno quindi trasmessi sulla Terra ogni due settimane tramite il Deep Space Network della NASA e immediatamente inoltrati al TESS Payload Operations Center del MIT.