Questa gif mostra una serie di immagini da una singola osservazione di una stella dalla navicella spaziale ASTERIA. Nelle prime immagini, la stella sembra muoversi mentre ASTERIA si sposta e poi si aggancia alla stella bersaglio. Per tutto il resto dei frame, la navicella rimane agganciata alla stella bersaglio. Credito:NASA/JPL-Caltech
Il satellite ASTERIA, che è stato dispiegato nell'orbita terrestre bassa a novembre, è solo leggermente più grande di una scatola di cereali, ma potrebbe essere usato per aiutare gli astrofisici a studiare i pianeti in orbita attorno ad altre stelle.
Direttori di missione presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California, ha recentemente annunciato che ASTERIA ha raggiunto tutti i suoi obiettivi primari della missione, dimostrando che le tecnologie miniaturizzate a bordo possono operare nello spazio come previsto. Questo segna il successo di una delle prime missioni di astrofisica CubeSat al mondo, e mostra quel piccolo, satelliti a basso costo potrebbero essere utilizzati per assistere in futuri studi dell'universo oltre il sistema solare.
"ASTERIA è piccola ma potente, " ha dichiarato il Mission Manager Matthew W. Smith di JPL. "Raccogliere le capacità di un veicolo spaziale molto più grande in un ingombro ridotto è stata una sfida, ma alla fine abbiamo dimostrato prestazioni all'avanguardia per un sistema di queste dimensioni."
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ASTERIA, o il telescopio spaziale Arcsecond che consente la ricerca in astrofisica, pesa solo 22 libbre (10 chilogrammi). Trasporta un carico utile per misurare la luminosità delle stelle, che consente ai ricercatori di monitorare le stelle vicine per gli esopianeti orbitanti che causano un breve calo di luminosità mentre bloccano la luce stellare.
Un'istantanea del cielo scattata da ASTERIA, mostra l'intero campo visivo del veicolo spaziale; la costellazione è visibile in basso a destra. Le immagini dal satellite vengono ritagliate quando gli scienziati vogliono monitorare una singola stella. Credito:NASA/JPL-Caltech
Questo approccio alla ricerca e allo studio degli esopianeti è chiamato metodo del transito. Il telescopio spaziale Kepler della NASA ha rilevato più di 2, 300 pianeti confermati usando questo metodo, più di qualsiasi altro osservatorio a caccia di pianeti. Il prossimo su larga scala dell'agenzia, osservatorio spaziale per la caccia ai pianeti, il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), si prevede di scoprire migliaia di esopianeti e il lancio è previsto dalla Cape Canaveral Air Force Station in Florida il 16 aprile.
Nel futuro, piccoli satelliti come ASTERIA potrebbero servire come metodo a basso costo per identificare esopianeti in transito in orbita brillante, Stelle simili al sole. Questi piccoli satelliti potrebbero essere usati per cercare transiti planetari quando non sono disponibili osservatori più grandi, e i pianeti di interesse potrebbero quindi essere studiati in modo più dettagliato da altri telescopi. Piccoli satelliti come ASTERIA potrebbero essere utilizzati anche per studiare alcuni sistemi stellari che non rientrano nel campo visivo di osservatori più grandi, e soprattutto, concentrarsi su sistemi stellari che hanno pianeti con orbite lunghe che richiedono lunghe campagne di osservazione.
Il team ASTERIA ha ora dimostrato che il carico utile del satellite può puntare direttamente e costantemente verso una sorgente luminosa per un lungo periodo di tempo, un requisito chiave per eseguire la fotometria di precisione necessaria per studiare gli esopianeti tramite il metodo del transito.
Tenere fermo una stella lontana è difficile perché ci sono molte cose che spingono e tirano sottilmente il satellite, come l'atmosfera terrestre e il campo magnetico. Il carico utile di ASTERIA ha raggiunto una stabilità di puntamento di 0,5 secondi d'arco RMS, che si riferisce al grado in cui il carico si allontana dal bersaglio previsto in un periodo di osservazione di 20 minuti. La stabilità di puntamento è stata ripetuta su più orbite, con le stelle posizionate sugli stessi pixel su ciascuna orbita.
"È come essere in grado di colpire un quarto con un puntatore laser da circa un miglio di distanza, " ha detto Christopher Pong, l'ingegnere di controllo di assetto e puntamento per ASTERIA al JPL. "Il raggio laser deve rimanere all'interno del bordo del quarto, e quindi il satellite deve essere in grado di colpire esattamente lo stesso quarto, o stella, su più orbite attorno alla Terra. Quindi ciò che abbiamo realizzato è sia stabilità che ripetibilità".
ASTERIA è stato dispiegato dalla Stazione Spaziale Internazionale il 20 novembre, 2017. Credito:NASA/JPL-Caltech
Il payload utilizzava anche un sistema di controllo per ridurre il "rumore" nei dati creato dalle fluttuazioni di temperatura nel satellite, un altro grosso ostacolo per uno strumento che tenti di monitorare attentamente la luminosità stellare. Durante le osservazioni, la temperatura della sezione controllata del rivelatore fluttua di meno di 0,02 Fahrenheit (0,01 Kelvin, o 0,01 gradi Celsius).
Piccoli satelliti
ASTERIA è un CubeSat, un tipo di piccolo satellite costituito da "unità" di 10 centimetri cubi, o circa 4 pollici su ciascun lato. ASTERIA ha le dimensioni di sei unità CubeSat, rendendolo circa 10 centimetri per 20 centimetri per 30 centimetri. Con i suoi due pannelli solari aperti, il satellite è lungo quanto uno skateboard.
La missione ASTERIA ha utilizzato, ove possibile, hardware CubeSat disponibile in commercio, e sta contribuendo a una conoscenza generale di come tali componenti operano nello spazio.
"Stiamo continuando a caratterizzare i componenti CubeSat che altre missioni stanno utilizzando o desiderano utilizzare, " ha detto Amanda Donner, responsabile della missione di assicurazione per ASTERIA presso JPL.
ASTERIA è stato lanciato sulla Stazione Spaziale Internazionale nell'agosto 2017. Essendo stato nello spazio per più di 140 giorni, il satellite sta operando in una missione estesa fino a maggio.
