พิคแซท

ประเภทภารกิจ	ดาราศาสตร์ · วิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์
ผู้ปฏิบัติงาน	หอดูดาวปารีส · ซีเอ็นอาร์เอส
รหัส COSPAR	2018-004X
หมายเลข SATCAT	43132
เว็บไซต์	http://picsat.obspm.fr
ระยะเวลาของภารกิจ	~1 ปี
คุณสมบัติของยานอวกาศ
รสบัส	คิวบ์แซท 3U
ผู้ผลิต	ISIS ( ยานอวกาศ ) Hyperion ( ระบบควบคุมทิศทาง ) LESIA ( อุปกรณ์บรรทุก )
ปล่อยมวล	3.9 กก.
มิติ	ขนาด 10 × 50 × 100 ซม.พร้อมเสาอากาศและแผงโซลาร์เซลล์
พลัง	6 วัตต์
เริ่มภารกิจ
วันที่เปิดตัว	12 มกราคม 2561, 03:58 UTC
จรวด	พีเอสแอลวี
จุดปล่อยจรวด	เอสดีเอสซี
ผู้รับเหมา	ไอเอสแอล  · แอนทริกซ์
สิ้นสุดภารกิจ
ติดต่อครั้งล่าสุด	20 มีนาคม 2561
วันที่เน่าเปื่อย	3 ตุลาคม 2566
พารามิเตอร์วงโคจร
ระบบอ้างอิง	โลกเป็นศูนย์กลาง
ระบอบการปกครอง	โลกต่ำ · SSO
ความโน้มเอียง	97.3°
ระยะเวลา	95 นาที
กล้องโทรทัศน์หลัก
พิมพ์	กล้องโทรทรรศน์แบบออฟแอ็กซิส
เส้นผ่านศูนย์กลาง	50 มม.
ระยะโฟกัส	150 มม.
อัตราส่วนโฟกัส	เอฟ /4
ความยาวคลื่น	แสงที่มองเห็นได้
ทรานสปอนเดอร์
วงดนตรี	วีเอชเอฟ · อูเอชเอฟ

PicSatเป็นดาวเทียมขนาดเล็ก ของหอดูดาวฝรั่งเศส ออกแบบมาเพื่อวัดการเคลื่อนผ่านหน้าของBeta Pictoris bซึ่งเป็นดาวเคราะห์นอกระบบที่โคจรรอบดาวฤกษ์Beta Pictoris

PicSat ได้รับการออกแบบและสร้างโดยทีมนักวิทยาศาสตร์ที่นำโดย ดร. Sylvestre Lacour นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์และผู้เชี่ยวชาญด้านเครื่องมือในกลุ่ม High Angular Resolution in Astrophysics ในห้องปฏิบัติการ LESIA ร่วมกับหอดูดาวปารีส มหาวิทยาลัย Paris Sciences et Lettresและศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์แห่งชาติฝรั่งเศส (CNRS) มันถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 12 มกราคม 2018 และปฏิบัติการได้นานกว่า 10 สัปดาห์ก่อนที่จะหยุดทำงานในวันที่ 20 มีนาคม 2018 ^{[ 1 ]}ดาวเทียมคิวบ์แซทสลายตัวจากวงโคจรเมื่อวันที่ 3 ตุลาคม 2023 ^{[ 2 ]}

ดาว เบตา พิกทอริสมีอายุประมาณ 23 ล้านปี ซึ่งจัดเป็นดาวฤกษ์ที่อายุน้อยมาก เมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์ซึ่งมีอายุ 4.5 พันล้านปี ดาวเบตา พิกทอริส มีมวลและขนาดใหญ่กว่าประมาณสองเท่า นอกจากนี้ ดาวเบตา พิกทอริส ยังอยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์มาก โดยอยู่ห่างออกไปเพียง 63.4 ปีแสง ทำให้มีความสว่างและสังเกตได้ง่าย นี่จึงเป็นเหตุผลที่น่าสนใจสำหรับนักดาราศาสตร์ในการศึกษา เพราะช่วยให้พวกเขาสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับขั้นตอนแรกเริ่มของการก่อตัวของดาวเคราะห์ได้

ในช่วงต้นทศวรรษ 1980 มีการค้นพบแผ่นดิสก์ขนาดใหญ่ของดาวเคราะห์น้อย ฝุ่น ก๊าซ และเศษซากอื่นๆ ที่ล้อมรอบดาวเบตาพิคทอริส ซึ่งเป็นเศษเหลือจากการก่อตัวของดาวฤกษ์^{[ 3 ]}ในปี 2009 ทีมนักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศสที่นำโดยแอนน์-มารี ลากรองจ์จากเมืองเกรโนเบิล ประเทศฝรั่งเศส ได้ค้นพบ ดาวเคราะห์ก๊าซ ยักษ์ที่โคจรรอบดาวเบตาพิคทอริ ส^{[ 4 ]}ดาวเคราะห์ดวงนี้มีชื่อว่าเบตาพิคทอริส บีมีมวลประมาณเจ็ดเท่าของดาวพฤหัสบดีมันโคจรรอบดาวเบตาพิคทอริสในระยะห่างประมาณสิบหน่วยดาราศาสตร์ซึ่งเป็นสิบเท่าของระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ และประมาณระยะห่างเดียวกันระหว่างดาวเสาร์กับดวงอาทิตย์

ในปี 2016 มีการคาดการณ์ว่าทรงกลมฮิลล์ ของ Beta Pictoris b หรือตัวดาวเคราะห์เองจะเคลื่อนผ่านหน้าดาวฤกษ์เมื่อมองจากโลก^{[ 5 ]}การสังเกตการณ์การเคลื่อนผ่านดังกล่าวอย่างละเอียดจะเปิดเผยข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับดาวเคราะห์ เช่น ขนาดที่แน่นอน องค์ประกอบของชั้นบรรยากาศความหนาแน่น และองค์ประกอบทางเคมี เนื่องจาก Beta Pictoris b มีอายุน้อยมาก ข้อมูลนี้จะเปิดเผยข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการก่อตัวของดาวเคราะห์ยักษ์และระบบดาวเคราะห์

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากวงโคจรของดาวเบตา พิกทอริส บี ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด ช่วงเวลาที่ดาวจะโคจรผ่านหน้าดวงอาทิตย์จึงสามารถประมาณได้คร่าวๆ เท่านั้น การคาดการณ์ว่าการโคจรผ่านหน้าดวงอาทิตย์จะเกิดขึ้นระหว่างฤดูร้อนปี 2017 ถึงฤดูร้อนปี 2018 การโคจรผ่านหน้าดวงอาทิตย์ของดาวเคราะห์จะใช้เวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง ในขณะที่การโคจรผ่านทรงกลมฮิลล์ของดาวเคราะห์จะใช้เวลาตั้งแต่หลายวันไปจนถึงหลายเดือน การเฝ้าติดตามอย่างต่อเนื่องเท่านั้นที่จะเป็นวิธีเดียวในการบันทึกปรากฏการณ์นี้ได้ เนื่องจากหอดูดาวบนโลกไม่สามารถบันทึกการโคจรผ่านหน้าดวงอาทิตย์ได้อย่างแม่นยำ เพราะการเฝ้าติดตามอย่างต่อเนื่องในระยะยาวไม่น่าจะทำได้ภายใต้สภาวะบรรยากาศของโลก การเปลี่ยนแปลงของวงจรกลางวันกลางคืน และความขัดแย้งด้านตารางเวลา ดังนั้นจึงมีเพียงดาวเทียมเท่านั้นที่จะสามารถบันทึกการโคจรผ่านหน้าดวงอาทิตย์ได้อย่างแม่นยำ

จุดประสงค์ของ PicSat คือการสังเกตความสว่างของดาว Beta Pictoris อย่างต่อเนื่อง เพื่อบันทึกการเปลี่ยนแปลงความสว่างเมื่อดาว Beta Pictoris b เคลื่อนผ่านดาวฤกษ์และบดบังแสงบางส่วน

PicSat ซึ่งเป็นคำย่อของ "Beta Pictoris" และ "satellite" เป็นCubeSat PicSat ประกอบด้วยหน่วยลูกบาศก์มาตรฐานสามหน่วย เรียกว่า "3U" แต่ละหน่วยมีขนาด 10x10x10 ซม. ^{[ 6 ]}

PicSat เป็น CubeSat ดวงแรกที่ดำเนินการโดย CNRS มันแตกต่างจากโครงการ CubeSat ส่วนใหญ่ตรงที่มันถูกพัฒนาโดยผู้เชี่ยวชาญ ไม่ใช่นักศึกษา โครงการนี้เริ่มต้นในปี 2014 เมื่อ Sylvestre Lacour นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์และผู้เชี่ยวชาญด้านเครื่องมือของ CNRS ฝรั่งเศส ที่ห้องปฏิบัติการ LESIA / หอดูดาวปารีส คิดที่จะใช้ CubeSat ในการสังเกตการณ์การเคลื่อนผ่านของดาว Beta Pictoris b เขาจึงรวบรวมทีมเล็กๆ และพวกเขาร่วมกันออกแบบและสร้าง PicSat ขึ้นมา

PicSat เป็นหนึ่งใน CubeSat เพียงไม่กี่แห่งทั่วโลกที่มีเป้าหมายทางวิทยาศาสตร์ด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์ และเป็น CubeSat แรกในสาขาวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะกรณีศึกษาทางวิทยาศาสตร์ของ PicSat ได้รับการกำหนดขึ้นโดยความร่วมมือกับ ดร. Alain Lecavelier des Etangs จากInstitut d'Astrophysique de Parisซึ่งทำงานเกี่ยวกับระบบ Beta Pictoris มาหลายปี โครงการ PicSat ยังเกี่ยวข้องกับความร่วมมือกับ CCERES ซึ่งเป็นพื้นที่ "ศูนย์และวิทยาเขต" ของมหาวิทยาลัยวิจัย PSL และผู้เชี่ยวชาญ จากหน่วยงานอวกาศฝรั่งเศส CNES ^{[ 7 ]}

PicSat ประกอบด้วยหน่วยทรงลูกบาศก์สามหน่วย หน่วยทรงลูกบาศก์ด้านบนและตรงกลางบรรจุอุปกรณ์บรรทุกของดาวเทียม และหน่วยทรงลูกบาศก์ด้านล่างบรรจุคอมพิวเตอร์บนดาวเทียม

ส่วนบนสุดของ PicSat ประกอบด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็กที่มีกระจกเงาขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางห้าเซนติเมตร ขนาดที่เล็กของกระจกเงาเพียงพอแล้ว เนื่องจากดาวเบตา พิกทอริสมีความสว่างมาก

ส่วนประกอบตรงกลางของดาวเทียมประกอบด้วยเครื่องมือทางเทคนิคที่เป็นนวัตกรรมใหม่สองอย่าง ได้แก่ ความสามารถในการติดตามอย่างแม่นยำ และการใช้ใยแก้วนำแสง ที่บางมาก มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 ไมโครเมตร ใยแก้วนำแสงนี้ ซึ่งถือเป็นครั้งแรกที่มีการนำใยแก้วนำแสงขึ้นไปในอวกาศ จะรับโฟตอนของแสงและนำทางไปยังโฟโตไดโอดที่มีความไวสูง ซึ่งจะวัดเวลาการมาถึงของโฟตอนแต่ละตัวได้อย่างแม่นยำ การใช้ใยแก้วนำแสงที่บางมากช่วยขจัดแหล่งกำเนิดแสงอื่นๆ เช่น แสงรบกวนจากท้องฟ้าและแสงที่กระจัดกระจายจากภายในระบบออปติคอล ไม่ให้เข้าสู่โฟโตไดโอด ทำให้สามารถวัดความสว่างของดาวเบตา พิกทอริสได้อย่างแม่นยำ มีการ เพิ่ม แอคทูเอเตอร์แบบเพียโซอิเล็กทริก ที่เคลื่อนที่เร็ว เข้าไปใน PicSat เพื่อให้ใยแก้วนำแสงติดตามดาวเบตา พิกทอริสได้อย่างแม่นยำ เนื่องจากวงโคจรของดาวเทียมที่สั่นไหวตามธรรมชาติจะส่งผลต่อความสามารถของใยแก้วนำแสงในการติดตามและวัดดาวได้อย่างแม่นยำ

หน่วยลูกบาศก์ด้านล่างของ PicSat ประกอบด้วยคอมพิวเตอร์บนยานสำหรับการทำงานของดาวเทียม การสื่อสารระหว่างสถานีภาคพื้นดินกับโลก การชี้ตำแหน่งของกล้องโทรทรรศน์ การทำงานของแบตเตอรี่ และงานตรวจสอบที่สำคัญอื่นๆ^{[ 8 ]}

ดาวเทียมทั้งดวงถูกหุ้มด้วยแผงโซลาร์เซลล์แบบกางออกได้ ซึ่งให้พลังงานแก่ระบบทั้งหมด PicSat มีน้ำหนักรวมประมาณ 3.5 กิโลกรัม และใช้พลังงานประมาณ 5 วัตต์^{[ 9 ]}

หาก PicSat ตรวจพบการเริ่มต้นของการผ่านหน้าของ Beta Pictoris b หรือการผ่านหน้าของทรงกลม Hill ของมัน กล้องโทรทรรศน์ ของหอดูดาวทางใต้ของยุโรปก็จะถูกใช้งานทันที^{[ 10 ]}ทั้งนี้เป็นผลมาจากข้อเสนอที่ได้รับการยอมรับจาก ESO สำหรับโอกาสในการสังเกตการณ์เพื่อสนับสนุนโครงการ PicSat ซึ่งนำโดย ดร. Flavien Kiefer จากInstitut d'astrophysique de Parisดร. Kiefer เป็นที่รู้จักจากผลงานของเขาในการตรวจจับและสังเกตการณ์ดาวหางนอกระบบในระบบดาวเช่น Beta Pictoris ^{[ 11 ]}

กล้องโทรทรรศน์นี้ติดตั้งเครื่องมือ High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) ^{[ 10 ]}เมื่อรวมกับการวัดของ PicSat ข้อมูลการผ่านหน้าของ HARPS จะช่วยให้สามารถกำหนดวงโคจรและขนาดของดาวเคราะห์ได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น รวมถึงองค์ประกอบทางเคมีของชั้นบรรยากาศ หากดาวหางผ่านหน้า HARPS จะสามารถกำหนดองค์ประกอบทางเคมีของชั้นบรรยากาศของดาวหาง ซึ่งมีข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีของระบบดาวโดยรวม รวมถึงการก่อตัวและวิวัฒนาการของระบบดาว^{[ 12 ]}

PicSat ถูกปล่อยขึ้นสู่วงโคจรต่ำรอบขั้วโลกที่ระดับความสูง 600 กม. เมื่อวันที่ 12 มกราคม 2018 การปล่อยครั้งนี้ดำเนินการโดยองค์การวิจัยอวกาศแห่งอินเดียโดยใช้ยานปล่อยดาวเทียมขั้วโลกในภารกิจPSLV-C40 ^{[ 13 ]}

ดาวเทียมถูกควบคุมจากสถานีภาคพื้นดิน PicSat ที่หอดูดาวปารีสแม้ว่าจะมองเห็นได้เพียงประมาณ 30 นาทีต่อวันก็ตาม เนื่องจาก PicSat สื่อสารด้วยคลื่นความถี่วิทยุสมัครเล่น (ซึ่งทำได้ด้วยความร่วมมือกับRéseau des Émetteurs Français ) ใครก็ตามที่มีความสามารถในการรับสัญญาณวิทยุสามารถปรับคลื่น รับ และอัปโหลดข้อมูลจาก PicSat ไปยังฐานข้อมูลได้ เครือข่ายขนาดใหญ่ของนักวิทยุสมัครเล่นถูกเรียกให้ร่วมมือกันเพื่อติดตามดาวเทียม รับข้อมูล และส่งไปยังสถานีภาคพื้นดิน นักวิทยุสมัครเล่นที่ได้รับอนุญาตสามารถใช้ PicSat เป็นทรานสปอนเดอร์ ได้ เมื่อไม่ได้ปฏิบัติภารกิจการสังเกตการณ์หรือการสื่อสารอื่น ๆ^{[ 14 ]} เว็บไซต์อย่างเป็นทางการของ PicSat แสดงข้อมูลที่ได้รับ รวมถึงข้อมูล เส้นโค้งแสงล่าสุดของ Beta Pictoris

PicSat คาดว่าจะใช้งานได้หนึ่งปี^{[ 15 ]}ใช้งานได้ประมาณ 10 สัปดาห์ก่อนที่จะขาดการติดต่อในวันที่ 20 มีนาคม 2018 ^{[ 1 ]}มีความพยายามที่จะติดต่อกลับอีกครั้ง ในวันที่ 30 มีนาคม เชื่อกันว่าทีมงานที่มหาวิทยาลัย Morehead State สามารถติดต่อกลับได้อีกครั้ง แต่สัญญาณที่ได้รับมาจาก ดาวเทียม TIGRISATภารกิจสิ้นสุดลงอย่างเป็นทางการในวันที่ 5 เมษายน

PicSat ได้รับการสนับสนุนทางการเงินจากสภาวิจัยยุโรป (ERC) ภายใต้โครงการวิจัยและนวัตกรรม Horizon 2020ของสหภาพยุโรปข้อเสนอ Lithium หมายเลข 639248, CNRS, กลุ่มห้องปฏิบัติการ ESEP, มหาวิทยาลัยวิจัย PSL, มูลนิธิ MERAC, CNES , CCERES และหอดูดาวปารีส – LESIA ^{[ 16 ]}

• วิธีการตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ
• การวัดแสง (ดาราศาสตร์)

• เว็บไซต์อย่างเป็นทางการ
• บัญชี Flickr ของ PicSat (ภาพถ่ายของดาวเทียม ทีมงาน ฯลฯ)
• เอกสารข้อมูลระบบ PicSat Beta-Pictoris Star