Учёные и инженеры из различных научных учреждений готовятся к запуску инфракрасной миссии под названием EXCITE (EXoplanet Climate Infrared Telescope), которая будет изучать атмосферы экзопланет, расположенных за пределами Солнечной системы. Эта миссия станет частью научной кампании NASA, запланированной на осень 2024 года.
«EXCITE может дать нам трёхмерную картину атмосферы и температуры планеты, собирая данные за всё время обращения планеты вокруг своей звезды», — отметил Питер Наглер, главный исследователь миссии в Центре космических полетов имени Годдарда NASA. Ранее подобные измерения проводились лишь несколько раз, и для них требуется очень стабильный телескоп, способный отслеживать планету в течение нескольких дней подряд.
Миссия EXCITE будет сосредоточена на изучении горячих юпитеров — гигантских газовых экзопланет, которые совершают один оборот по орбите каждые один-два дня и имеют температуру в тысячи градусов. Эти экзопланеты приливно заблокированы, что означает, что одна и та же сторона всегда обращена к звезде. Телескоп будет наблюдать за тем, как тепло распределяется по планете: от раскалённого полушария, обращённого к звезде, до относительно более холодной ночной стороны.
EXCITE будет использовать инструменты для спектроскопии, чтобы определить, как молекулы в атмосфере планеты поглощают и излучают свет. Эти данные могут не только выявить наличие соединений, таких как вода, метан, углекислый газ и другие, но и то, как они циркулируют когда планета вращается вокруг своей звезды. Космические телескопы «Хаббл», «Джеймс Уэбб» и вышедший на пенсию «Спитцер» ранее собрали по несколько таких измерений, но они были очень ресурсоёмкими и сложными.
EXCITE поднимется на высоту около 132 000 футов (40 километров) на научном воздушном шаре, наполненном гелием, что позволит ему наблюдать несколько инфракрасных длин волн с небольшими помехами. Телескоп соберёт инфракрасный свет и направляет его в спектрометр. Спектрометр находится внутри криостата, который охлаждает детектор спектрометра примерно до 350 градусов ниже нуля по Фаренгейту (-210 градусов по Цельсию), чтобы он мог измерять мельчайшие изменения интенсивности в инфракрасном диапазоне.
EXCITE будет запущен с площадки Колумбийского научного аэростата в Антарктиде и проведёт в воздухе более дюжины дней. «На полюсе звёзды, которые мы будем изучать, не "заходят", поэтому наши наблюдения не будут прерваны. Мы надеемся, что миссия фактически удвоит количество спектров с фазовым разрешением, доступных научному сообществу», — сказал Кайл Хелсон, член команды EXCITE и научный сотрудник из Университета Мэриленда.
Прибор EXCITE был создан инженерами NASA, Университета штата Аризона и StarSpec Technologies в Онтарио при дополнительной поддержке со стороны коллег из США, Канады, Италии и Великобритании.
«Здорово видеть, как все собрались и работают вместе. Мы рады провести этот испытательный полёт и с нетерпением ждём будущих научных полётов, которые, как мы надеемся, будут», — отметил Тим Рем, член команды EXCITE и аспирант-исследователь в Университете Брауна.
Научные воздушные шары NASA обеспечивают частый и недорогой доступ к ближнему космосу для проведения научных исследований и совершенствования технологий в таких областях, как астрофизика, гелиофизика и атмосферные исследования, а также для подготовки следующего поколения лидеров в области инженерии и науки.