Spitzer Observations of Exoplanets Discovered with The Kepler K2 Mission
我们使用{ \it斯皮策太空望远镜}观测了在\Kepler \Ktwo任务中发现的两个围绕低质量恒星运行的凌日行星系。K2-3(EPIC 201367065)拥有三颗行星,而EPIC 202083828(K2-26)拥有一颗行星。对这两个系统中的所有四个物体的观测确认并完善了行星的轨道和物理参数。\Spitzer可能提供的更精确的轨道信息和更精确的行星半径对于今后对这些和其他\Ktwo目标的观测至关重要。对于K2-3b,我们发现了在\Ktwo和\Spitzer \epoch之间的凌日时间变化的轻微显著证据。
2016-03-07 astro-ph.EP
Multi-Target Spacecraft Mission Design using Convex Optimization and Binary Integer Programming
针对多目标航天器任务设计中的组合与轨迹优化难题,提出嵌套循环方法,结合二进制整数规划与自适应网格序列凸规划,在GTOC 12问题上获得多个新最优解。
2025-01-23 astro-ph.EP astro-ph.IM
Spitzer transit follow-up of planet candidates from the K2 mission
我们提出了精度4.5 $μ$ m斯皮策凌日测光的八个行星候选人发现的K2任务:K2-52 b,K2-53 b,EPIC 205084841.01,K2-289 b,K2-174 b,K2-87 b,K2-90 b,和K2-124 b。样品包括四个亚海王星和两个亚土星,半径在2.6和18 $R_\oplus$之间,平衡温度在440和2000 K之间。在本文中,我们确定了几个目标的潜在利益,为未来的表征研究,证明了效用的过境后续观测行星验证和星历细化,并提出了新的成像和光谱数据。我们对K2和斯皮策光变曲线的同时分析产生了对行星半径的改进估计,以及有助于验证其行星性质的多波长信息,包括先前未经验证的候选EPIC 205686202.01(K2-289 b)。我们的斯皮策观测使星历精度提高了一个数量级,从而为未来有效研究这些有趣的系统铺平了道路,将2021年年中典型的凌日时间不确定性从几个小时减少到十几分钟左右。K2-53 b、K2-289 b、K2-174 b、K2-87 b和K2-90 b是有希望的径向速度(RV)目标,考虑到目前可用或正在开发的摄谱仪的性能,M3 V恒星K2-124拥有一个温和的亚海王星,可能是RV和大气特征研究的良好目标。
2019-01-17 astro-ph.EP
Attitude Control of Spacecraft Swarms for Visual Mapping of Planetary Bodies
小行星、彗星和行星卫星等行星体是高价值的科学目标,因为它们拥有关于太阳系形成和演化的重要信息。然而,由于它们的低重力,可变的大小和形状,围绕这些目标体的专用轨道航天器任务是困难的。因此,在飞越遭遇期间观测到许多行星体,因此,目标体的测绘范围有限。在这项工作中,我们建议使用的航天器群提供完整的表面地图的一个行星体在近距离接触飞越。随着低成本航天器技术的进步,可以通过使用多个微型航天器来实现这样的群体。群体任务的设计是一个复杂的多学科问题。首先,我们提出了群的集成设计工程与自动化(IDEAS)软件。在这项工作中,我们将介绍该软件的自动群设计器模块的开发,并将其应用于小行星433爱神星的全表面测绘。
2019-01-13 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.space-ph
Spitzer 3.6 micron and 4.5 micron full-orbit lightcurves of WASP-18
我们提出了新的光变曲线的大规模热木星系统WASP-18获得的斯皮策航天器覆盖整个轨道在3.6微米和4.5微米。这些光变曲线用于测量WASP-18 b的热相效应的幅度、形状和相位。我们发现,我们的热相位效应的结果是有限的,约0.01%的精度由系统的未知来源的噪声源。在这个精度水平上,我们发现热相位效应具有近似等于二次食深度的峰到峰幅度,具有正弦形状,并且最大亮度发生在与中间掩星相同的相位处,在3.6微米处在约5度内,在4.5微米处在约10度内。热相位曲线的形状和幅度意味着行星大气层内的热量再分配水平非常低。我们还进行了单独的分析,以确定系统的几何形状,通过拟合的光曲线模型的数据覆盖的掩星和过境。我们在3.6微米和4.5微米处测量的二次日食深度与以前的测量结果非常一致,这意味着WASP-18 b的反射率非常低。系统的参数(质量、半径等)从我们的分析中得到的结果也与以前的研究很好地一致,但精度有所提高。我们使用新的高分辨率成像和公布的平均径向速度变化率的限制,以检查是否存在任何可能影响我们结果的暗淡伴星。我们发现,在斯皮策波长的恒星伴星WASP-18的通量不太可能有任何显着的贡献。我们发现,没有证据表明日食的时间变化从一个线性星历大于约100秒超过3年。
2012-10-20 astro-ph.EP
ExploreNEOs I: Description and first results from the Warm Spitzer NEO Survey
我们已经开始了探索近地物体项目,在该项目中,我们用斯皮策空间望远镜的温暖斯皮策模式观测了大约700个3.6和4.5微米的近地物体。从这些测量和目录光学光度学,我们得出了所观察到的目标的半径和直径。我们的ExploreNEOs方案的总体目标是通过推导大量近地天体的物理特性来研究近地空间的历史。在本文中,我们描述了我们的ExploreNEOs计划的科学和技术结构。我们提出了我们的观测,光度和热建模技术。我们目前的结果,从第一个101个目标观察到在这个程序。我们发现,第一个样本中的近地天体分布相当广泛,可能表明近地天体群的组成范围很广。许多小于1公里的天体都有很高的折射率(>0.35),但很少有大于1公里的天体有高折射率。这一结果与以下观点相一致:这些较大的天体在碰撞时较老,因此其表面在空间中风化程度更高,因此颜色更深,或者不像较小的近地天体那样频繁地发生其他表面再生事件。
2010-07-06 astro-ph.EP
Shape, Thermal and Surface Properties determination of a Candidate Spacecraft Target Asteroid (175706) 1996 FG3
本文从已知的光变曲线出发,导出了(175706)1996 FG 3的三维凸形模型,该模型由2040个三角形面和1022个顶点组成。考虑观测不确定性,确定小行星自转轴的最佳拟合方位为$λ=237.7^\circ$和$β=-83.8^{\circ}$,自转周期为$\sim$ 3.5935 h。利用推导出的形状模型,我们采用所谓的先进热物理模型(ATPM)来拟合1996年FG 3 \citep{Wolters2011,Walsh2012}的三组中红外观测数据,以评估其表面性质。假设初级和次级具有相同的形状、热惯性、表面粗糙度,从观测中获得最佳拟合参数。小行星的几何半径和有效直径估计为$p_{\rm v}=0.045\pm0.002$,$D_{\rm eff}=1.69^{+0.05}_{-0.02}$ km。初级和次级的直径被确定为分别为$D_{1}=1.63^{+0.04}_{-0.03}$ km和$D_{2}=0.45^{+0.04}_{-0.03}$ km。表面热惯性$Γ$被导出为具有$0.8^{+0.2}_{-0.4}$的粗糙度分数$f_{\rm R}$的$80\pm40\rm Jm^{-2}s^{-0.5}K^{-1}$的低值。这表明原生层表面可能有一层风化层,可能被灰尘、碎石和沙子的混合物覆盖。根据对次表层温度分布的模拟,估计最小风化层深度为$5\sim20\rm mm$,表…
2014-01-21 astro-ph.EP
First observations of the Phoebe ring in optical light
土卫九环是土星最大也是最暗的环,位于土星著名的主环之外。它主要来源于与土星最大的不规则卫星菲比的碰撞,可能是通过随机的宏观碰撞,或者通过更稳定的微流星体轰击。该环是由斯皮策太空望远镜在24 $μ$ m处发现的,其正常光学深度为$\sim 2 \times 10^{-8}$(Verbiscer等人,2009年)。我们报告的第一个观测太阳光散射的菲比环使用卡西尼号飞船的国际空间站相机在光学波长。我们发现,$\approx 130-210$土星半径($R_S$)之间的物质从行星产生的I/F为$1.7 \pm 0.1 \times 10^{-11}$每$R_S$的视线距离通过磁盘。结合我们的测量与斯皮策红外数据,我们可以对环粒子的光散射特性进行限制。根据粒子的假设相函数,导出的单次散射散射可以匹配Phoebe的黑暗风化层或更明亮的次表面材料挖掘的宏观影响Phoebe的光度模型。
2014-01-23 astro-ph.EP
NEOSurvey 1: Initial results from the Warm Spitzer Exploration Science Survey of Near Earth Object Properties
近地天体是指轨道接近地球轨道的太阳系小天体。我们正在执行一个名为近地天体调查的温暖斯皮策第11周期探索科学方案-这是一项对597个已知近地天体进行的快速有效的通量有限调查,我们在调查中得出每个目标的直径和半径。我们的绝大多数目标太暗,无法被NEOWISE观测到,尽管两个天文台已经或将要观测到一小部分样本,这使得我们可以对相互的结果进行交叉检查。我们的主要目标是创建一个大而统一的NEO属性目录。我们在此介绍这一新方案的第一批结果:80个近地天体的通量和推导出的直径和半径,同时介绍整个方案和方法,包括对我们的热模型的若干更新。在我们的直径和太阳系解中,最大的误差来源来自我们的单波段热发射测量,是我们热模型中使用的光束参数eta的不确定性;对于太阳系,太阳系绝对星等的改进也会有很大的帮助。整个项目的所有数据和推导出的直径和直径都公布在一个可公开访问的网页上,网址是nearearthobjects.nau.edu。
2016-08-12 astro-ph.EP
Spitzer Observations of White Dwarfs: the Missing Planetary Debris Around DZ Stars
我们报告了斯皮策/IRAC对白矮星周围红外过度的搜索,包括14个新观察到的目标和16个未发表的存档恒星。我们在两颗温暖的白矮星- J220934.84+122336.5和WD 0843+516周围发现了大量的红外线过剩,后者显然是已知的最热的白矮星,显示出近距离的尘埃盘。扩展以前的研究,我们发现,随着恒星温度的增加,具有尘埃盘的白矮星的比例增加;对于温度低于10,000 K的恒星,即使是污染最严重的恒星也没有~1000 K的尘埃。有初步证据表明,尘埃盘的出现与吸积物质的挥发性有关。在附录中,我们修改了以前的分析,表明坡印廷-罗伯逊阻力可能在将物质从尘埃盘转移到白矮星的大气中起重要作用。
2011-09-24 astro-ph.EP
Spitzer Albedos of Near-Earth Objects
热红外观测是测量小行星直径和大量近地天体的半径的最有效方法。像NEOWISE,NEOSurvey,ExploreNEOs和NEOLegacy这样的主要调查发现了一小部分高丰度天体,这些天体在当前的陨石群中没有明确的类似物。斯皮策观测到的近地天体中,约有8%的标称解大于0.5。这可能是光变曲线变化导致直径估计不正确或绝对视觉幅度不准确的结果。对于23个高丰度近地天体的样本,我们没有发现它们的形状与McNeill等人(2019年)的近地天体形状分布有显著差异。我们对斯皮策观测到的1505个近地天体进行了蒙特卡罗分析,对所有目标的可见光和热通量进行了采样,以确定错误地获得高反射率的可能性。对近地天体采用McNeill形状分布,我们为近地天体群提供了0.5+/-0.1的几何平均数上限。
2019-06-17 astro-ph.EP
Detection of a transit of the super-Earth 55 Cnc e with Warm Spitzer
我们报告的检测上的超级地球55 Cnc e与温暖的斯皮策在IRAC的4.5微米波段的过境。我们的MCMC分析包括影响温暖斯皮策测光的系统效应的广泛建模,并产生410 +- 63 ppm的过境深度,这转换为2.08 +- 0.16 R_地球的行星半径,在IRAC 4.5微米通道中测量。根据一组广泛的径向速度数据,得出行星质量为7.81 +-0.58 M_Earth,平均行星密度为4.8 +-1.3 g cm-3。由于其宿主恒星的亮度(V = 6,K = 4),55 Cnc e是一个独特的目标,可以彻底描述围绕太阳型恒星运行的超级地球。
2011-09-05 astro-ph.EP
Physical Properties of OSIRIS-REx Target Asteroid (101955) 1999 RQ36 derived from Herschel, ESO-VISIR and Spitzer observations
2011年9月,赫歇尔空间天文台利用PACS光度计进行了一次观测活动,对小行星(101955)1999 RQ 36进行了远红外观测。Herschel观测数据与ESO VLT-VISIR和Spitzer-IRS数据一起通过热物理模型进行了分析,以得出1999年RQ 36的物理性质。我们发现这颗小行星的有效直径在480米到511米之间,形状略微拉长,半长轴比为a/b = 1.04,几何半径为0.045 + 0.015/-0.012,自转矢量在黄道纬度-70度到-90度之间。波长低于12微米的热辐射-源自太阳下的热区域-表明,1999 RQ 36的赤道区表面粗糙度可能有很大的变化,但需要进一步测量才能最终证明。我们确定该小行星的盘平均热惯量为Gamma = 650 Jm-2s-0.5K-1,3-sigma置信区间为350至950 Jm-2s-0.5K-1,相当于25143 Itokawa的观测结果,并暗示1999 RQ36具有类似的表面纹理,也可能是一个碎石堆。这一低丰度表明,1999 RQ 36很可能含有原始的富含挥发物的物质,与其光谱型一致,是OSIRIS-REx取样返回飞行任务的理想目标。
2012-10-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraining Planetary Albedo of JWST Targets in the TESS bandpass, using TESS, HST and Spitzer Eclipse Depth Observations
本研究利用TESS、HST和Spitzer观测数据,约束了六颗JWST目标热木星的TESS波段掩食深度与几何反照率,同时分析了其大气金属丰度、碳氧比、热量再分布等特性,验证了相关结果与既往研究的一致性。
2024-10-07 astro-ph.EP
Spitzer's Solar System Science Legacy: Studies of the Relics of Solar System Formation & Evolution. Part 1 - Comets, Centaurs, & Kuiper Belt Objects
在16年的科学测量中,斯皮策太空望远镜对太阳系的远近物体进行了一些开创性的和关键的红外测量。目标范围从最小的微行星到巨行星,并帮助我们改革我们对这些物体的理解,同时也为未来的红外天基观测奠定了基础,例如詹姆斯韦伯太空望远镜将在2020年代进行的观测。在这第一篇论文中,我们描述了斯皮策太空望远镜是如何通过观测太阳系外的小行星,即,彗星,半人马座和柯伊伯带天体(KBO)。这些天体是我们太阳系早期形成时代的遗迹,它们保存着关于创造它们的过程的重要信息。斯皮策的主要观测结果可以分为3大类:新的太阳系天体(彗星D/ISON 2012 S1,C/2016 R2,1 I/`Oumuamua)的表征;已知天体大小的大规模人口调查(彗星,半人马座和KBO);以及通过光谱测量物体表面和发射物质(彗星,半人马座和KBO)的成分研究。
2020-10-26 astro-ph.EP
Is the "Dark Comet" 2005 VL1 the Venera 2 Spacecraft?
本研究发现被标记为暗彗星的近地天体2005 VL1的轨道参数、星等及非引力加速度均与1965年发射的Venera 2探测器高度吻合,表明该天体极可能是该人造探测器。
2025-03-05 astro-ph.EP
Spitzer Detection of the Transiting Jupiter-analog Exoplanet Kepler-167e
我们用斯皮策太空望远镜观测了开普勒-167e的部分凌日,开普勒-167e是一颗在1,071天轨道上运行的类似太阳系外行星,远远超出了它的水冰线。斯皮策凌日的时间与开普勒太空望远镜先前观测到的两次凌日的星历表一致。斯皮策的观测排除了其他长周期系外行星存在的几小时到几天的凌日时间变化(TTV)。由于需要大量的观测时间,而且不被发现的风险很高,因此这种过境检查使过境后续工作难以进行。然而,对于开普勒-167 e,我们现在能够通过詹姆斯韦伯太空望远镜的预期时代预测未来的过境时间,不确定性小于6分钟。我们将TTV的缺乏解释为Kepler-167 e要么没有外部大质量伴星,要么与任何伴星的引力相互作用低于我们的检测阈值。我们还测量了开普勒-167 e的3.6- $μ$ m过境深度,并使用系外行星和太阳系模型对其透射光谱进行预测。开普勒-167e的过境性质及其与木星的相似性使其成为后续大气特征的独特和特殊目标。开普勒-167 e属于凌日系外行星中真正罕见的一类,并且具有精确约束的凌日星历,它有望成为系外行星和太阳系之间比较研究的基准。
2019-03-14 astro-ph.EP
Surface Thermophysical Properties determination of OSIRIS-REx target asteroid (101955) Bennu
在这项工作中,我们调查的OSIRIS-REx目标小行星(101955)Bennu(以下简称Bennu)的热物理性质,其中热惯性起着重要的作用,在了解小行星的表面的性质,并肯定会提供大量的信息采样返回任务。使用一个热物理模型,结合最近更新的三维雷达导出的形状模型\citep{Nolan2013}和Spitzer-PUI,Spitzer-IRAC,Herschel/PACS和ESO VLT/VISIR \citep{Muller2012,Emery2014}的中红外观测,我们推导出Bennu的表面热物理性质。该小行星的有效直径为$510^{+6}_{-40}$ m,几何参数为$0.047^{+0.0083}_{-0.0011}$,粗糙度为$0.04^{+0.26}_{-0.04}$,热惯性为$240^{+440}_{-60}\rm~Jm^{-2}s^{-0.5}K^{-1}$,在1 $σ$水平上获得最佳拟合解。最佳估计的热惯性表明,细粒风化层可能覆盖了Bennu表面的大面积,粒度范围可能从$1.3$到$31$ ~mm,我们的结果进一步支持Bennu将是OSIRIS-REx任务从小行星返回地球样本的合适目标。
2015-06-04 astro-ph.EP
Physical Characterization of Warm Spitzer-observed Near-Earth Objects
近地天体近红外光谱学将诊断光谱特征与特定表面矿物联系起来。将光谱学与热红外观测得出的反射率和直径相结合,可以增加超出单个数据集的科学回报。为此,我们完成了光谱观测活动,以补充ExploreNEOs Warm Spitzer方案,该方案获得了近600个近地天体的光谱和直径(Trilling等人,2010年)。在这里,我们提出的观测结果,使用低分辨率棱镜模式(~0.7-2.5微米)的SpeX仪器的美国宇航局红外望远镜设施(IRTF)。我们还包括来自麻省理工学院-UH-IRTF联合频谱侦察活动的ExploreNEOs目标的近红外观测。我们的数据集包括187个ExploreNEOs目标的近红外光谱(我们对92个天体的125次观测和麻省理工学院对154个天体的213次观测)。我们确定了一个分类类,每个光谱和使用波段参数分析,调查的S-,Q-和V-复杂的对象的矿物。我们的分析表明,对于包含近红外数据但缺乏可见光波长区域的光谱,Bus-DeMeo系统将一些S型错误地识别为Q型。我们发现谱带参数与ExploreNEOs的半径和直径之间没有相关性。我们发现略有负带面积比(BAR)的相关性与相位角的爱神星和伊瓦尔,但一个积极的BAR相关性与相位角的Ganymed。我们发现证据的光谱相位红爱神星,Ganymed,和伊瓦尔。我们确定可能的普通球粒陨石型模拟我们的样品的一个子集。我们得出的H、L和LL型普通…
2013-10-08 astro-ph.EP
Target selection for a small low-thrust mission to near-Earth asteroids
小行星航天器飞行任务的初步飞行任务设计在早期阶段往往涉及选择候选目标小行星。这种分析的最后结果是航天器可能到达的小行星清单,按所需使用的推进剂排列。在本文中,我们调查的敏感性所产生的小行星的排名所采用的轨迹模型在特定的情况下,一个小的低推力推进航天器开始其旅程从太阳-地球$L_2$拉格朗日点和标题会合与一些近地小行星。我们考虑五个越来越复杂的轨迹模型:脉冲,兰伯特,核电推进,核电推进,包括地球引力,太阳能电力推进,包括地球引力,我们研究最终获得的目标之间的相关性排名。我们发现,使用一个低推力的轨道模型是非常重要的目标选择,因为使用化学推进剂替代品导致有利于不太有吸引力的选择19%的时间,一个百分比下降到8%已经使用一个简单的核电推进模型,忽略了地球的重力效应和推力对太阳距离的依赖。我们还发现,对于所考虑的研究案例,一个小的行星际立方体卫星命名为M-ARGO,列入地球的重力在所考虑的动态不影响目标的选择显着。
2018-02-07 astro-ph.EP physics.space-ph
Influence of Apophis' spin axis variations on a spacecraft during the 2029 close approach with Earth
翻滚的小行星属于一小类天体,其角速度矢量与其惯性主轴不一致。这导致了对设计用于围绕这些天体运行的任何航天器的轨道进行建模的挑战性努力。在这项工作中,我们深化了以前的研究,对小行星(99942)阿波菲斯与地球在2029年近距离接触。我们分析的轨道行为的航天器绕小行星在此事件中,包括小行星的自旋轴的方向的变化的影响,取决于两组初始条件。采用MEGNO、PMap和时间序列预测三种方法分析了航天器绕目标的全局动力学。我们确认,没有任何具有自然轨道的航天器能够在与我们的星球近距离接触所造成的高度扰动中幸存下来。
2021-05-28 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.space-ph
The footprint of cometary dust analogs: I. Laboratory experiments of low-velocity impacts and comparison with Rosetta data
彗星尘埃为研究行星形成初期的尘埃生长机制提供了一个独特的窗口。罗塞塔航天器的测量显示,彗星67 P/丘留莫夫-格拉西缅科的彗发中的尘埃具有颗粒状结构,其尺寸从亚微米到数百微米不等,这表明在这些尺寸尺度上发生了分层生长。然而,这些尘埃颗粒可能在被航天器仪器收集期间发生了变化。在这里,我们提出了实验室实验的结果,模拟COSIMA和MIDAS,罗塞塔航天器上的仪器收集表面上的灰尘的影响。我们映射的大小和结构的脚印留下的灰尘颗粒作为其初始大小(高达几百微米)和速度(高达6米/秒)的函数。我们发现,在大多数碰撞中,只有部分尘埃粒子留在目标上;速度是这些沉积物出现的主要驱动力。在v ~ 2 m/s处发现了作为粒子-靶碰撞的结果的粘附/反弹和碎裂之间的边界。对于低于该值的速度,粒子要么粘在目标板上并留下单个沉积物,要么反弹,留下单体的浅足迹。当速度大于2米/秒、尺寸大于80微米时,粒子在碰撞时碎裂,多达50%的质量转移到目标板上的碎石堆状沉积物中。质量传递量随冲击速度的增加而增加。沉积物的形态与COSIMA仪器所发现的沉积物在性质上相似。
2017-05-19 astro-ph.EP
The Pointing Limits of Transiting Exoplanet Light Curve Characterization with Pixel Level De-correlation
我们目前的范围(模拟CCD观测测光实验),Python包创建望远镜探测器的前向模型和模拟恒星目标相对于CCD的运动。该软件包的主要应用是模拟开普勒太空望远镜探测器,以预测和表征航天器最后观测活动中增加的仪器噪声。随着航天器稳定推进器的燃料耗尽,推进器的火焰开始溅射和失效,恒星点扩散函数(PSF)相对于航天器探测器上不同灵敏度的区域经历了更极端和更不可预测的运动,在过境系外行星光变曲线中产生了更多的噪音。使用我们的模拟,我们表明,目前的去趋势技术有效地捕捉和删除系统所造成的灵敏度变化高达约10倍,通常经历的K2航天器运动。该示波器包是开源的,并已被推广到允许自定义探测器和恒星目标参数。未来的应用包括由凌日系外行星勘测卫星进行的模拟观测和利用合成大气干扰作为噪声消除技术试验台的地面观测。
2019-03-22 astro-ph.EP astro-ph.IM
Use of a Night-Tracking Camera for Characterization and Orbit improvement of Defunct Spacecraft
准确了解空间碎片物体特别是报废卫星的位置对于卫星运行至关重要。一些研究表明,有可能通过融合不同类型的可观测量,即传统的天体测量位置和距离测量值,来提高轨道确定结果的准确性。在空间碎片领域特别有希望的是卫星激光测距系统提供的范围。限制卫星激光测距(SLR)技术应用的因素是目标的高度、目标的预报星历的精度、激光脉冲的能量和激光视场。在本文中,我们将展示一种方法来克服上述的挑战,通过使用夜间跟踪相机的实时校正的指向的SLR系统(主动跟踪),并同时采集测量用于改善轨道和研究的目标的姿态。在介绍了基本功能、夜间跟踪相机的性能以及获取测量结果的程序之后,我们还将展示该工具在实时改善轨道方面的潜力。这项研究是针对已失效或最近退役的卫星进行的。只使用伯尔尼大学天文研究所拥有的瑞士光学地面站和齐默瓦尔德地球动力学观测站(SwissOGS)的传感器提供的真实角度/激光测量值。
2019-03-01 astro-ph.EP astro-ph.IM
Considerations on the process of target selection for the Comet Interceptor mission
Comet Interceptor任务通过优先考虑轨道信息来选择目标,以确保在有限时间内成功拦截长周期彗星。
2025-11-25 astro-ph.EP astro-ph.IM
Reduced Light Curves from Campaign 0 of the K2 Mission
在两个反作用轮发生故障并结束其最初的任务后,开普勒航天器开始在其扩展的K2任务中沿黄道面观察新领域的恒星。虽然K2承诺为天空中的数千个新目标提供高精度的光度光变曲线,但K2管道尚未向用户提供光变曲线,并且由于航天器的指向控制恶化,来自K2的光度数据受到系统效应的影响。我们提出了减少光变曲线的7743个目标,由社区提出的观测活动0的K2任务。我们从目标像素文件中提取光变曲线,并使用Vanderburg & Johnson(2014)中提出的技术的修改版本校正航天器的运动。我们以可下载的光变曲线和一个简单的网络界面的形式向社区发布数据,可在https://www.cfa.harvard.edu/~avanderb/k2.html上获得。这份仅限ArXiv的报告旨在作为数据发布说明-有关该技术的参考描述,请参阅Vanderburg & Johnson(2014)。
2014-12-04 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Optical tracking of deep-space spacecraft in Halo L2 orbits and beyond: the Gaia mission as a pilot case
我们解决的问题,精确的光学跟踪遥远的人造探测器,在晕轨道周围的地球-太阳平动点L2和超越,沿行星际转移。对改进的目标跟踪性能,特别是在用小型望远镜观测时,进行了评估,对航天器探测中的预期信噪比作了一般估计。正在进行的盖亚任务作为一个试点案例,我们的分析,报告新的文献和原始的光学测光和天体测量结果。探测器沿其预计的标称路径被定位在0.13 +/- 0.09弧秒或0.9 +/- 0.6公里的范围内。航天器的颜色看起来是红色的,(V-R_c)= 1.1 +/- 0.2,对R_c波段的热辐射校正为(Bol-R_c)= -1.1 +/- 0.2。视星等R_c = 20.8 +/-0.2,比原先预计的要暗得多。这些特征导致提出了邦德散射系数a = 0.11 +/- 0.05的下限,并证实了入射太阳光通过盖亚覆盖太阳屏蔽的机载MLI毯强烈变红。根据盖亚的数据,我们发现甚大望远镜级的望远镜仍然能够探测到3000万公里以外的遥远的火星航天器,同时可以设想对即将到来的金星和火星任务进行更广泛的光学覆盖,以处理最小有效面积Aeff >= 10^6 cm ^2的航天器。除了L2测量外,2 m级望远镜还可以有效地在行星际任务中沿着地球重力辅助机动的深空间探测器跟踪中使用标准雷达测距技术。
2016-01-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
Lucy Mission to the Trojan Asteroids: Instrumentation and Encounter Concept of Operations
露西任务在与七个特洛伊小行星目标的五次飞越中完成了科学研究。这种任务架构推动了一种操作设计概念,最大限度地提高科学回报,在可能的情况下提供观测冗余,具有自主故障保护功能,并利用机载目标跟踪近距离接近。在收集科学数据的时间相对较短的关键时期内,这些设计考虑因素降低了风险。有效载荷套件包括一个彩色相机和红外成像光谱仪、一个高分辨率全色成像仪和一个热红外光谱仪。飞行任务的设计允许同时观测所有仪器。此外,两个航天器子系统也将为科学调查作出贡献:终端跟踪照相机将在最近接近时获得宽视场成像,以确定每个特洛伊目标的形状,电信子系统将对航天器进行多普勒跟踪,以确定每个特洛伊目标的质量。
2021-04-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Cooperative Multi-spacecraft Observation of Incoming Space Threats
地球不断受到来自太空的物质的轰击。大多数自然物质最终都是散落在地球表面的尘埃颗粒,但已知每隔几十年就会有更大的物体撞击地球。最近的一次大型撞击是车里雅宾斯克,引发了50万吨的爆炸,是广岛核爆炸的40倍。除流星外,空间资产脱离轨道的威胁也越来越大。面对这些迫在眉睫的空间威胁,至关重要的是要有一个卫星星座来自主地寻找流星和重返空间碎片。通过使用多个航天器,有可能对事件进行多点观测。通过多点观测,可以对观测事件的位置进行三角测量。这些物体的检测、跟踪和分析都需要自主执行。我们以前的工作集中在开发几种视觉算法,包括斑点检测,特征检测和基于神经网络的图像分割分类。为了进行这种多点观测,需要多个航天器协调它们的行动,特别是注视空间观测目标。此外,还需要进行通信和协调,以使新的卫星进入观测视野,并清除其他失去视野的卫星。本文分析了小卫星观测技术的发展现状,并对其实现进行了详细的设计。通过这项研究,我们估计的位置,速度和加速度的误差估计。我们假设使用低到中端相机的航天器。
2019-09-02 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.space-ph
Alternate Science Investigations for the Kepler Spacecraft: Precision Rotation Periods and Shapes of Near-Earth Asteroids
我们建议使用适当的一部分重新利用开普勒任务的时间和孔径,大大提高我们的知识的近地小行星(NEAs)的旋转和形状的数量和质量。近地小行星对于了解太阳系的起源、选择机器人和人类访问的目标以及使危险物体偏转都很重要。虽然近地小行星以每年1000个的速度被发现,但只有大约75个/年具有精确测量的旋转周期和形状。开普勒任务不仅可以大大增加确定的近地小行星自转周期的数量(在5年内增加到1000个以上),而且可能比常规地面测量的精度高出一个数量级。这将使我们能够为大约250个较亮的近地小行星制作三维断层摄影图。一个多年的科学计划将能够改进数据质量检查,更大的样本和更多类型的科学。所有这些数字都是初步的。我们列出了一些需要解决的问题,然后才能对该计划进行适当的评估。
2013-09-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
First approximation for spacecraft motion relative to (99942) Apophis
我们的目的是提供一个初步的方法,航天器在轨道上的动力学小行星(99942)阿波菲斯在其地球接近。从多面体形状的目标的物理特性,来自分配每个四面体的质点在其中心。与以前的方法相比,这大大减少了计算处理时间,以评估引力势。接近阿波菲斯的截面的表面是在考虑或不考虑太阳、行星和SRP的引力摄动的情况下建造的。地球是对不可见区域影响最大的一个,使绝大多数轨道发生碰撞或逃离系统。此外,从2029年3月1日开始的轨道的数值分析,扰动较小的区域的特点是40天轨道的半长轴的变化,不超过2公里非常接近中心体($a < 4$公里,$e < 0.4$)。然而,在与我们的星球近距离接近期间,没有调查过的区域可能是将航天器插入阿波菲斯周围自然轨道的可能选择。最后,为了解决系统的镇定问题,我们应用鲁棒路径跟踪控制律来控制航天器的轨道几何。最后,给出了一个成功的轨道控制运行的例子,总的$\bigtriangleup v$为0.495米/秒,60天。我们所有的结果都被收集在CPM-ASTERCHNOLOGY数据库中,该数据库将通过考虑其他小行星而定期更新。
2020-12-12 astro-ph.EP cs.NA math.NA