卡拉·科菲尔德，喷气推进实验室 ASTERIA于2017年11月20日从国际空间站部署
信用:美国航天局/JPL-加州理工学院 远在11月份从国际空间站被部署到低地球轨道之前
2017年，微小的ASTERIA航天器有一个大目标:证明一颗公文包大小的卫星可以完成一些更大的太空天文台用来研究太阳系外行星的复杂任务
一篇即将发表在《天文学杂志》上的新论文描述了ASTERIA(Arcsecond Space Telescope Enabling Research in astronphys cs的缩写)不仅证明了它能够完成这些任务，而且还超越了这些任务，探测到了已知的系外行星55 Cancri e
炙热的温度，大约是地球的两倍大，55颗恒星的轨道非常接近其类似太阳的母星
科学家已经知道行星的位置；寻找它是测试ASTERIA能力的一种方式
这个微小的宇宙飞船最初并不是为了进行科学研究而设计的；相反，作为技术演示，该任务的目标是为未来的任务开发新的能力
该团队的技术飞跃是建造一个小型航天器，可以进行精确的指向控制——本质上是能够长时间稳定地聚焦在一个物体上
该任务小组在美国宇航局位于南加州的喷气推进实验室和麻省理工学院工作，设计了新的仪器和硬件，突破了现有的技术障碍，创造了有效载荷
然后他们必须在太空中测试他们的原型
虽然它的主要任务只有90天，ASTERIA在去年12月失去联系之前收到了三次任务延期
立方体卫星使用精确的指向控制，通过传输方法探测55°角，在传输方法中，科学家寻找由路过的行星引起的恒星亮度下降
当以这种方式进行系外行星探测时，航天器自身的运动或振动会在数据中产生抖动，这可能被误解为恒星亮度的变化
航天器需要保持稳定，并保持恒星在其视野的中心
这使得科学家能够精确地测量恒星的亮度，并识别出微小的变化，这些变化表明这颗行星已经经过了它的前方，挡住了它的一些光线
ASTERIA跟随加拿大航天局的一颗名为MOST(恒星的微可变性和振动)的小卫星的脚步，该卫星在2011年进行了第一次55 Cancri e的过境探测
MOST大约是ASTERIA体积的六倍——对于一颗天体物理学卫星来说，仍然非常小
配有一个5
9英寸(15厘米)的望远镜，MOST也能够收集到ASTERIA的6倍的光，ASTERIA携带2
4英寸(6厘米)望远镜
因为55个街区外只有0
04%的主星光线，这对ASTERIA来说是一个特别具有挑战性的目标
“探测这颗系外行星是令人兴奋的，因为它展示了这些新技术是如何在实际应用中结合在一起的，”JPL ASTERIA系外行星科学小组的首席研究员瓦内萨·贝利说
“ASTERIA在它的主要任务之外持续了20多个月，给了我们宝贵的额外时间去做科学，这一事实突出了在JPL和麻省理工学院完成的伟大工程
" 大壮举 这项任务进行了所谓的边缘探测，这意味着来自运输的数据本身不会让科学家们相信这颗行星的存在
(看起来类似于行星凌日的微弱信号可能是由其他现象引起的，因此科学家对宣布行星探测有很高的标准
)但是，通过将立方体卫星的数据与之前对这颗行星的观察进行比较，研究小组证实，他们确实看到了55颗彗星
作为一个技术演示，ASTERIA也没有进行典型的科学任务发射前准备，这意味着团队必须做额外的工作来确保他们检测的准确性
麻省理工学院干草堆天文台的ASTERIA项目科学家玛丽·克纳普是这项研究的主要作者，她说:“我们用一个小望远镜追踪一个硬目标，这个望远镜甚至没有经过科学探测的优化——我们成功了，即使只是勉强成功。”
“我认为这篇论文验证了激发ASTERIA任务的概念:小型航天器可以为天体物理学和天文学做出贡献
" 虽然不可能将像美国国家航空航天局的凌日系外行星探测卫星(T ESS)这样的大型系外行星探测航天器的所有能力打包成立方体卫星，但ASTERIA团队设想这些小巧的包将为它们发挥支持作用
对时间要求较低的小型卫星可以用来长时间监测一颗恒星，希望探测到一颗未被发现的行星
或者，在一个大型天文台发现一颗行星在其恒星上凌日之后，一颗小卫星可以观察后续的凌日，从而腾出更大的望远镜来做小卫星做不到的工作
天体物理学家萨拉·西格，麻省理工学院ASTERIA的首席研究员，最近获得了美国国家航空航天局天体物理学科学小卫星研究基金，以开发ASTERIA后续任务的任务概念
该提案描述了一个由六颗卫星组成的星座，其大小约为ASTERIA的两倍，该星座将围绕附近类似太阳的恒星搜寻与地球大小相似的系外行星
思维小 为了建造历史上最小的行星搜寻卫星，ASTERIA不仅仅是缩小大型航天器上使用的硬件
在许多情况下，他们不得不采取更具创新性的方法
例如，MOST卫星使用了一个带有电荷耦合器件(CCD)探测器的照相机，这在空间卫星上很常见；另一方面，ASTERIA配备了互补金属氧化物半导体(CMOS)探测器——这是一项成熟的技术，通常用于精确测量红外光而非可见光的亮度
ASTERIA基于互补金属氧化物半导体的可见光相机比电荷耦合器件具有多种优势
一个很大的优点是:它有助于保持ASTERIA的小尺寸，因为它在室温下工作，消除了对大型冷却系统的需求，而大型冷却系统是冷操作的电荷耦合器件所需要的
“这项任务主要是为了学习，”JPL ASTERIA的联合研究员和科学数据分析联合负责人阿克沙塔·克里希那穆提说
“我们已经发现了许多东西，未来的小型卫星将能够做得更好，因为我们首先展示了技术和能力
我想我们已经打开了大门
"
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