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Articulo de referencia

PicSat

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PicSat era un nanosatélite de observatorio francés , diseñado para medir el tránsito de Beta Pictoris b , un exoplaneta que orbita la estrella Beta Pictoris .

PicSat fue diseñado y construido por un equipo de científicos liderado por el Dr. Sylvestre Lacour, astrofísico e instrumentista del grupo de Alta Resolución Angular en Astrofísica del laboratorio LESIA, en colaboración con el Observatorio de París , la Universidad de Ciencias y Letras de París y el Centro Nacional de Investigación Científica de Francia (CNRS). Fue lanzado el 12 de enero de 2018 y operó durante más de 10 semanas antes de dejar de transmitir el 20 de marzo de 2018. [ 1 ] El cubesat se desintegró en órbita el 3 de octubre de 2023. [ 2 ]

Fondo

Sistema Beta Pictoris

Con una edad aproximada de 23 millones de años, Beta Pictoris es una estrella muy joven. Comparada con el Sol, que tiene 4.500 millones de años, Beta Pictoris es casi el doble de grande en masa y tamaño. Beta Pictoris se encuentra relativamente cerca del Sol: a tan solo 63,4 años luz de distancia, lo que la hace brillante y fácil de observar. Esto la convierte en un objeto de estudio interesante, ya que permite a los astrónomos aprender más sobre las primeras etapas de la formación planetaria.

A principios de la década de 1980, se encontró un gran disco de asteroides, polvo, gas y otros escombros alrededor de Beta Pictoris, restos de la formación de la estrella. [ 3 ] En 2009, un equipo de astrónomos franceses liderado por Anne-Marie Lagrange de Grenoble, Francia , descubrió un planeta gigante gaseoso que orbita Beta Pictoris. [ 4 ] El planeta, llamado Beta Pictoris b , tiene aproximadamente siete veces la masa de Júpiter . Orbita Beta Pictoris a una distancia de alrededor de diez unidades astronómicas : diez veces la distancia entre la Tierra y el Sol, y aproximadamente la misma distancia entre Saturno y el Sol.

En 2016, se predijo que la esfera de Hill de Beta Pictoris b , o el planeta mismo, pasaría frente a su estrella visto desde la Tierra. [ 5 ] La observación detallada de dicho tránsito revelaría información detallada sobre el planeta, como su tamaño exacto, la composición de su atmósfera , su densidad y su composición química. Debido a que Beta Pictoris b es tan joven, esta información revelaría más sobre la formación de planetas gigantes y sistemas planetarios .

Sin embargo, dado que la órbita de Beta Pictoris b no se conoce con precisión, el momento del tránsito solo pudo estimarse de forma aproximada. Se predijo que el tránsito ocurriría entre el verano de 2017 y el verano de 2018. Un tránsito del planeta habría durado solo unas horas; un tránsito de la esfera de Hill del planeta habría durado desde días hasta meses. El monitoreo continuo habría sido la única forma de capturar el fenómeno. Dado que los observatorios terrestres no podrían capturar el tránsito con precisión, ya que el monitoreo continuo a largo plazo era improbable debido a la atmósfera terrestre, los cambios en el ciclo día-noche y los conflictos de programación, solo un satélite podría capturar el tránsito con precisión.

El objetivo de PicSat era observar continuamente el brillo de Beta Pictoris para capturar el cambio de brillo cuando Beta Pictoris b transitaba sobre la estrella y bloqueaba parcialmente parte de la luz.

Proyecto

PicSat, una contracción de "Beta Pictoris" y "satélite", era un CubeSat . PicSat estaba compuesto por tres unidades cúbicas estándar, llamadas "3U", cada una de 10x10x10 cm. [ 6 ]

PicSat fue el primer CubeSat operado por el CNRS. Se diferenciaba de la mayoría de los proyectos CubeSat en que fue desarrollado por profesionales, no por estudiantes. El proyecto comenzó en 2014 cuando Sylvestre Lacour, astrofísico e instrumentista del CNRS francés en el laboratorio LESIA/Observatorio de París, concibió la idea de utilizar un CubeSat para observar el tránsito de Beta Pictoris b. Reunió a un pequeño equipo que diseñó y construyó PicSat.

PicSat fue uno de los pocos CubeSats del mundo con un objetivo científico astrofísico y el primero en el campo de la ciencia exoplanetaria . El caso científico de PicSat se definió en colaboración con el Dr. Alain Lecavelier des Etangs del Institut d'Astrophysique de Paris , quien llevaba muchos años trabajando en el sistema Beta Pictoris. El proyecto PicSat también contó con la colaboración de CCERES, el espacio "Center & Campus" de la PSL Research University, y de expertos de la Agencia Espacial Francesa CNES . [ 7 ]

Presupuesto

PicSat constaba de tres unidades cúbicas. Las unidades cúbicas superior y central albergaban la carga útil del satélite, y la unidad inferior contenía su ordenador de a bordo.

La unidad superior de PicSat contenía un pequeño telescopio con un espejo de cinco centímetros de diámetro. El pequeño tamaño del espejo era suficiente, ya que Beta Pictoris es muy brillante.

La unidad central contenía dos herramientas técnicas innovadoras: su capacidad de seguimiento de alta precisión y el uso de una fibra óptica delgada de 3 micrómetros de diámetro. Esta fibra, cuyo uso supuso la primera vez que se enviaba una fibra óptica al espacio, recibía fotones de luz y los dirigía a un fotodiodo sensible que medía con exactitud el tiempo de llegada de cada fotón. El uso de una fibra óptica delgada impedía que otras fuentes de luz, como la luz parásita del cielo y la luz dispersa dentro del sistema óptico, llegaran al fotodiodo, lo que permitía medir con precisión el brillo de Beta Pictoris. Se añadió un actuador piezoeléctrico de alta velocidad a PicSat para mantener la fibra óptica apuntando a Beta Pictoris, ya que la oscilación natural de la órbita del satélite afectaría la capacidad de la fibra para rastrear y medir la estrella con precisión.

La unidad cúbica inferior de PicSat contenía la computadora de a bordo para el funcionamiento del satélite, la comunicación con la estación terrestre, el apuntamiento del telescopio, el funcionamiento de la batería y otras tareas de monitoreo importantes. [ 8 ]

Todo el satélite estaba recubierto de paneles solares desplegables, que proporcionaban energía a todos los sistemas. El peso total de PicSat era de aproximadamente 3,5 kilogramos y su consumo de energía era de unos 5 vatios. [ 9 ]

Soporte para telescopios

Si PicSat hubiera detectado el inicio del tránsito de Beta Pictoris b, o el tránsito de su esfera de Hill, un telescopio del Observatorio Europeo Austral se habría puesto en funcionamiento de inmediato. [ 10 ] Esto fue posible gracias a una propuesta aceptada por el ESO para obtener tiempo de observación en apoyo del proyecto PicSat, liderado por el Dr. Flavien Kiefer del Instituto de Astrofísica de París . El Dr. Kiefer era conocido por su trabajo en la detección y observación de exocometas en sistemas estelares como Beta Pictoris. [ 11 ]

El telescopio estaba equipado con el instrumento HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher). [ 10 ] Junto con las mediciones de PicSat, los datos de tránsito de HARPS habrían permitido determinar con mayor precisión la órbita y el tamaño del planeta, así como la composición química de su atmósfera. Si un cometa hubiera transitado, HARPS habría podido determinar la composición química de su atmósfera, la cual contiene información clave sobre la composición química del sistema estelar en su conjunto y, por lo tanto, sobre su formación y evolución. [ 12 ]

Operación

Lanzamiento del PSLV-C40 con PicSat a bordo.

PicSat fue lanzado a una órbita polar baja terrestre con una altitud de 600 km el 12 de enero de 2018. El lanzamiento fue realizado por la Organización India de Investigación Espacial utilizando un vehículo de lanzamiento de satélites polares en la misión PSLV-C40 . [ 13 ] 

El satélite era operado desde la Estación Terrestre PicSat en el Observatorio de París , aunque solo era visible durante unos 30 minutos al día. Dado que PicSat se comunicaba mediante frecuencias de radioaficionados (logrado en cooperación con Réseau des Émetteurs Français ), cualquier persona con capacidad de recepción de radio podía sintonizar, recibir y cargar información de PicSat a una base de datos. Se convocó a una amplia red de radioaficionados para colaborar en el seguimiento del satélite, la recepción de sus datos y su transmisión a la Estación Terrestre. Los radioaficionados con licencia podían usar PicSat como transpondedor cuando no realizaba tareas de observación u otras comunicaciones. [ 14 ] El sitio web oficial de PicSat mostraba la información recibida, así como datos actualizados de la curva de luz de Beta Pictoris.

Se preveía que PicSat operaría durante un año. [ 15 ] Operó durante aproximadamente 10 semanas antes de que se perdiera el contacto el 20 de marzo de 2018. [ 1 ] Se hicieron intentos para restablecer el contacto. El 30 de marzo se creyó que un equipo de la Universidad Estatal de Morehead había restablecido el contacto , pero la señal recibida provenía del satélite TIGRISAT . La misión concluyó oficialmente el 5 de abril.

Instituciones de apoyo

PicSat recibió apoyo financiero del Consejo Europeo de Investigación (ERC) en el marco del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea , propuesta Lithium 639248, el CNRS, el Grupo de Laboratorios ESEP, la Universidad de Investigación PSL, la Fundación MERAC, el CNES , el CCERES y el Observatorio de París – LESIA. [ 16 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 "Adiós PicSat (por ahora)" . PicSat . Consultado el 28 de julio de 2019 .
  2. ↑ "PICSAT" . N2YO.com . 3 de octubre de 2023. Consultado el 2 de diciembre de 2023 .
  3. ↑ Smith, Bradford A.; Terrile, Richard J. (21 de diciembre de 1984). "Un disco circunestelar alrededor de β Pictoris". Science . 226 (4681): 1421– 1424. Bibcode : 1984Sci...226.1421S . doi : 10.1126/science.226.4681.1421 . ISSN 0036-8075 . PMID 17788996 . S2CID 120412113 .   
  4. ^ Lagrange, A.-M.; Gratadour, D.; Chauvin, G.; Fusco, T.; Ehrenreich, D.; Mouillet, D.; Rousset, G.; Rouan, D.; Allard, F. (1 de enero de 2009). "Un probable planeta gigante fotografiado en el disco β Pictoris". Astronomía y Astrofísica . 493 (2): L21– L25. arXiv : 0811.3583 . Código Bib : 2009A y A...493L..21L . doi : 10.1051/0004-6361:200811325 . ISSN 0004-6361 . S2CID 16548235 .  
  5. ↑ Lecavelier des Etangs, A.; Vidal-Madjar, A. (2016). "La órbita de beta Pictoris b como planeta en tránsito". Astronomía y Astrofísica . 588 : A60. arXiv : 1602.04683 . Bibcode : 2016A & A...588A..60L . doi : 10.1051/0004-6361/201527631 . ISSN 0004-6361 . S2CID 118589427 .  
  6. ↑ "PicSat" . picsat.obspm.fr . Consultado el 24 de febrero de 2018 .
  7. ↑ "Pequeño, pero sin miedo a lo grande" . ERC: Consejo Europeo de Investigación . 11 de enero de 2018. Consultado el 24 de febrero de 2018 .
  8. ↑ Flecht, Tobias (2016). "Modelado térmico de la plataforma de nanosatélites PICSAT y estudios preliminares sinérgicos del nanosatélite CIRCUS" (PDF) . diva-portal.org . Consultado el 27 de febrero de 2018 .
  9. ↑ "Descripción general del satélite PicSat" . picsat.obspm.fr . Consultado el 27 de febrero de 2018 .
  10. 1 2 "PicSat: Un vistazo a Beta Pictoris" . www.centauri-dreams.org . Consultado el 27 de febrero de 2018 .
  11. ^ Kiefer, F.; Etangs, A. Lecavelier des; Boissier, J.; Vidal-Madjar, A.; Beust, H.; Lagrange, A.-M.; Hébrard, G.; Ferlet, R. (octubre de 2014). "Dos familias de exocometas en el sistema β Pictoris". Naturaleza . 514 (7523): 462– 464. Bibcode : 2014Natur.514..462K . doi : 10.1038/naturaleza13849 . ISSN 1476-4687 . PMID 25341784 . S2CID 4451780 .   
  12. ↑ "PicSat – PSLV C40 | Spaceflight101" . spaceflight101.com . Archivado del original el 28 de febrero de 2018. Consultado el 27 de febrero de 2018 .
  13. ↑ "PicSat" . picsat.obspm.fr . Consultado el 9 de marzo de 2023 .
  14. ↑ "PicSat se lanzará el viernes" . AMSAT-UK . 10 de enero de 2018. Consultado el 24 de febrero de 2018 .
  15. ↑ "Primer desafío exoplanetario para un nanosatélite" . Noticias del CNRS . Consultado el 24 de febrero de 2018 .
  16. ↑ "ESOblog: Combinando la libertad de un CubeSat con la potencia de un telescopio ESO. Cómo HARPS de ESO ayudará a PicSat, el CubeSat, a desentrañar los misterios del sistema estelar Beta Pictoris" . www.eso.org (en alemán) . Consultado el 27 de febrero de 2018 .