解開宜居行星的秘密

由英國太空總署資助、萊斯特大學領導的兩項英國太空任務將調查太陽活動對行星和恆星之間空間的影響。天狼星將專注於附近恆星中熱等離子體的特性,而埃爾芬將研究地球磁層和太陽風的影響。圖片來源
由萊斯特大學領導的新提議太空任務將研究恆星對行星和地球磁層的影響,重點是極紫外光譜和太陽風效應。

由萊斯特大學領導的兩項擬議的英國太空任務將探索太陽如何影響大氣層、太空天氣、行星的宜居性以及恆星之間的空間。

英國航太局已向萊斯特太空公園(萊斯特大學耗資 1 億英鎊的科學與創新公園)的兩個團隊提供近 50 萬英鎊的資金。它將支持科學家製定兩顆衛星的提案,這兩顆衛星將以兩種不同的方式檢查恆星日冕的活動(例如太陽風)如何影響它們的行星及其軌道環境。

Elfen 太空船的早期設計,一顆 16U 立方體衛星。頂部可見 T-FIPS 的入口孔徑,右側可見展開時的 MAGIC 吊桿。圖片來源:萊斯特大學

了解恆星影響和銀河過程

恆星風可以直接影響系外行星環境,控制來 美國電話號碼庫 自銀河系環境的物質流動和宇宙射線通量,對行星氣候產生潛在影響。恆星也將物質回收回星際介質——恆星系統之間空間中存在的物質和輻射——豐富了銀河系的金屬含量。

這些過程可以告訴我們很多關於恆星系統行星的宜居性以及恆星和星系的演化的信息,但目前我們知之甚少。

映射到 GSE XY 平面的模擬 1 年軌道,在上游或太陽風區域顯示為綠線,在近似等離子體片區域顯示為紫色線。弓激波和磁層頂分別以紫色和藍色線標記,磁鞘位於淺藍色陰影之間。血漿片區域呈紅色陰影。圖片來源:萊斯特大學
天狼星使命:探索宇宙現象

SIRIUS 已獲得 295,200 英鎊的資助,是一種高分辨率極紫外線 (EUV) 光譜儀器,可對附近恆星和星際介質 (ISM) 進行廣泛的天文物理研究。 105-107 開爾文範圍內的熱氣體與這些過程相關,可以在 EUV 範圍內進行有效研究,而任何其他現有或計劃中的儀器均未涵蓋該範圍。

天狼星將執行獨特的極紫外光譜來診斷我們附近恆星日冕活動中這些熱天體物理等離子體的密度、溫度、組成、結構和動力學。它還可以與其他系外行星搜尋任務結合使用,以更好地了解恆星與其行星際環境之間的相互作用,以及圍繞它們運行的行星的潛在宜居性。

帶剛性管的 SIRIUS 攝譜儀的 CAD 繪圖。這將被牛津空間系統可展開結構所取代。圖片來源:萊斯大學

SIRIUS 的合作夥伴關係和技術方面

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馬丁‧巴斯托教授表示:「天狼星號在科學上是一項 項目提供融資所帶來的聲譽損失 非常令人興奮的任務,同時也展現了英國在降低空間科學成本的開創性方法方面的領導地位。 SIRIUS 可能是自 1979 年 Ariel 6 以來第一個由英國主導的太空科學任務。

「這個計畫的一個非常重要的部分是與我們的產業合作夥伴牛津太空系統公司和太空任務公司密切合作。他們將提供新穎的系統,使我們能夠提供具有成本效益的高品質科學。

SIRIUS 是一項由萊斯特大學領導的國際提案。光譜儀將由萊斯特大學領導的財團提供,其中包括德國(圖賓根大學)、西班牙(馬德里康普頓斯大學)和比利時(列日大學)的貢獻。與阿聯酋(沙迦大學)的合作夥伴關係正在發展中。劍橋大學和開放大學正在為科學計畫的發展提供支援。太空船和營運將由 BAE Systems Digital Intelligence 的全資子公司 In-Space Missions 提供。牛津太空系統公司將提供望遠鏡部署系統,允許發射緊湊的望遠鏡包。

SIRIUS 的光學元件是一種反射光柵,可將光聚焦並將光分散成光譜。圖片來源:萊斯特大學

Elfen 的設計與預期貢獻

Elfen 獲得了英國太空總署 20 萬英鎊的 廣告庫 資助,是一個立方體衛星任務概念,將攜帶密西根大學建造的光譜儀和倫敦帝國學院與牛津太空系統公司聯合建造的磁力計。其為期一年的任務將使其繞著地球半徑 12 個半徑(約 76,000 公里)的軌道運行。

由於人們對太空天氣影響的興趣日益濃厚,以及對穿越近地空間前往月球的興趣日益濃厚,埃爾芬可以探索的深空區域預計將變得更加重要。

英國皇家學會多蘿西·霍奇金研究員Jennifer Carter 博士表示:「Elfen 是一項新穎、具有成本效益且高價值的科學任務,它以英國在深空探索、太空天氣和立方體衛星平台方面的研究優勢為基礎,加強了英國和美國的關係。

「人們對太陽風重離子對日地耦合系統的影響知之甚少。我們也不了解重離子如何進入地球磁層的暗面或尾部區域。埃爾芬會回答這兩個問題。此外,Elfen 支援未來的任務,例如 SMILE,它利用太陽風重離子與地球周圍氫相互作用產生的 X 射線發射來對磁層的大面積區域進行成像。

其他參與科學建模和任務輸出的學術機構包括華威大學、LATMOS(法國)、卑爾根大學(挪威)、Mullard 太空科學系統和倫敦大學學院(英國)、IRAP(法國)和大學中心在斯瓦爾巴群島(挪威)。

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