Исследователь экзопланет Twinkle прошел этап эскизного проекта

Результаты анализа технических средств Twinkle демонстрируют его возможность выполнить все научных цели. Его два спектрометра проанализируют свет, прошедший через атмосферы экзопланет, или излучаемый, или отраженный от них, что позволит значительно расширить знания об этих внесолнечных мирах, вращающихся вокруг далеких звезд. Миссия базируется на следующей концепции: возможно сделать инновационную космическую астрообсерваторию на базе небольшой спутниковой платформы и уже имеющейся элементной базе.

Космический телескоп Twinkle разрабатывается компанией Surrey Satellite Technology, или SSTL. В своем составе он будет иметь полезную нагрузку весом до 100 кг, куда войдет научная аппаратура, электроника, система охлаждения и наведения. Весь пакет аппаратуры сравним с размером среднего бойлера.
«Информация об атмосферах экзопланеты фиксируется нами в изменении одной части из десяти тысячей общего света, излучаемого материнской звездой. Завершение этого этапа позволяет воочию видеть отличную маневренность и устойчивость Twinkle, а также его чувствительность, необходимую для улавливание этого света, способность анализировать спектры и извлекать соответствующую информацию о наличии газов», – сообщила компания. 

Twinkle соберет свет от планетарных систем с помощью основного 50-сантиметра зеркало и ряда малых зеркал. Чтобы компенсировать небольшие перемещения во время научных наблюдений, управляемое основное зеркало сможет изменять свой угол наклона. Инфракрасный спектрометр позволяет изучить особенности атмосфер ярких экзопланет, таких как «горячие Юпитеры и супер-Земли, находящиеся близко к материнской звезде.
Эти такие особенности, как спектральные отпечатки водяного пара, углекислого газа, метана, аммиака, цианистого водорода, сероводорода, а также экзотических металлические соединений, такие как окись титана, окись ванадия и диоксид кремния. Инфракрасный спектрометр разработан британским технологическим астрономическим центром и наследуют особенности от инфракрасного прибора MIRI, установленного на James Webb. 
Свет видимого и ближнего инфракрасного диапазона будет разложен спектрометром ELVIS; такой же прибор установлен сейчас на орбитальном аппарате TGO из состава миссии ExoMars-2016, которая началась в марте. Прибор позволит Twinkle контролировать изменения в звездах и выяснять особенности облачного покрова экзопланет.
«Видимый свет может блокироваться облаками, когда экзопланета проходит перед звездой, и сильно отражаться от верхних облачных слоев, когда планета начинает входить в зону затенения. ELVIS позволит изучить климатические условия на самых больших и самых ярких экзопланетах даже в таком случае. Используя новую дифракционную решетку и проведя несколько незначительных изменений в электронике, у нас теперь появилась возможность использовать технологию, которую мы разработали для ExoMars», – сообщила компания.
Разработчикам также важно было учесть экстремальные перепады температур, заставляющие материалы расширяться и сжиматься. Для Twinkle, где точность оптики является ключом к успеху, эта техническая задача стала основной. Приборы должны быть охлаждены так, чтобы датчики измерили уровень излучения от планеты, а не тепло, исходящее от космического телескопа.
Систему охлаждения для телескопа построит компания Ralspace, у которой уже есть успешный 30-летний опыт в области применения подобных технологий в разнообразных космических проектах. Вся полезная аппаратура разместится на двух алюминиевых чашах, на которые снизу прикрепят радиаторы, способные в нужный момент отвести нежелательное тепло в космос.
«Моделирования показывают, что Twinkle сможет составить уникальные спектры с высоким разрешением для 100-150 горячих, ярких экзопланет. В настоящее время мы почти ничего не знаем об этих объектах, кроме их массы, размера и удаления от звезды. Twinkle даст нам совершенно иное понимание того, из чего они состоят и как они развивались. Хотя его приборы не смогут рассказать историю внесолнечных миров, где присутствуют обитаемые температуры, моделирования предполагают, что обсерватория поспособствует поиску малых, скалистых планет, отмечая потенциально интересные цели для дальнейшего изучения», – сообщила компания.