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외계행성 탐사 위성 Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) |
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| <colbgcolor=#0047a0><colcolor=#fff> 이름 |
익스플로러 95 테스 MIDEX-7 |
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| 임무 유형 | 우주천문대 | ||||||||
| 운영자 | NASA / MIT | ||||||||
| COSPAR ID | 2018-061 | ||||||||
| SATCAT no | 43435 | ||||||||
| 웹사이트 |
heasarc gsfc nasa TESS Mission |
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| 임무 기간 |
2년(예정) 5년 5개월 11일(진행중) |
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| 우주선 속성 | |||||||||
| 우주선 | 익스플로러 XCV | ||||||||
| 우주선 유형 | 외계행성 탐사 위성 | ||||||||
| 구성 | LEOSTAR-2/750 | ||||||||
| 제조사 | Northrop Grumman | ||||||||
| 발사 질량 | 362 kg (798 lb) | ||||||||
| 치수 | 3.7 × 1.2 × 1.5m(12.1 × 3.9 × 4.9 와트) | ||||||||
| 전력 | 530 와트 | ||||||||
| 임무 시작 | |||||||||
| 발사일 | 2018년 4월 18일, 22:51:30 ( UTC) | ||||||||
| 로켓 | 팰컨 9 블록 4, B1045.1 | ||||||||
| 발사장 | 케이프 커내버럴 공군 기지, SLC-40 발사장 | ||||||||
| 계약자 | 스페이스X | ||||||||
| 서비스 개시 | 2018년 7월 25일 | ||||||||
| 궤도 매개변수 | |||||||||
| 참조 시스템 | 지구 중심 궤도 | ||||||||
| 궤도 | 고타원 궤도 위성 | ||||||||
| 근지점 고도 | 108,000 km (67,000 mi) | ||||||||
| 최고점 고도 | 375,000 km (233,000 mi) | ||||||||
| 기울기 | 37.00 | ||||||||
| 기간 | 13.70일 | ||||||||
| 미션 패치 | |||||||||
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1. 개요
케플러 우주 망원경의 후임으로, 외계 행성 탐사를 위한 관측 위성이다.백조자리 부근의 특정 영역을 지속 관측한 케플러 망원경과 달리, 황도 북쪽 하늘과 황도 남쪽 하늘을 각각 13개의 구역으로 나눠, 각 구역을 27일씩 관찰하는 방식으로 관측을 진행한다. 첫 1년은 황도 남쪽, 나머지 1년은 황도 북쪽을 관찰하였고, 이후 기존 관측 영역의 재관측 및 황도 주위를 관찰하는 연장 임무가 진행 중이다.
105 mm의 구경을 갖는 카메라 4개로 구성되어 있으며, 각 카메라는 24°×24°의 시야를 갖는다. 케플러 우주 망원경은 태양과 비슷한 분광형을 가진 항성 위주로 탐사를 진행하기 위해 가시광 영역을 관측했지만 TESS는 적외선 영역에서 복사를 많이 방출하는 적색왜성 위주로 탐사를 수행하기 위해 600~1000 nm 파장대의 근적외선 영역에서 관측을 수행한다.
2. 임무
TESS는 2년간의 임무 기간동안 66개의 외계행성과 2100여개의 행성 후보군을 찾아내었다. # 2022년부로 175개의 외계 행성과 5000여개의 외계 행성 후보군을 찾아냈다. #1차 임무를 완료한 TESS는 2022년 9월까지 새로운 미션을 받아 임무가 연장되었다. #
3. 발사과정
3.1. 카운트다운
| <rowcolor=#ffffff> 카운트다운 | 시간 (EDT) | 이벤트 |
| T-01:13:00 | 21:38:31 | 스페이스X 발사 감독은 추진제 적재를 확인 |
| T-01:10:00 | 21:41:31 | RP-1(로켓급 등유) 장전 진행 중 |
| T-00:35:00 | 22:16:31 | LOX(액체 산소) 로딩 진행 중 |
| T-00:07:00 | 22:44:31 | Falcon 9는 발사 전에 엔진 냉각을 시작 |
| T-00:01:00 | 22:50:31 | 최종 사전 발사 점검을 시작하라는 비행 컴퓨터 명령 |
| T-00:01:00 | 22:50:31 | 비행 압력에 대한 추진제 탱크 가압 시작 |
| T-00:00:45 | 22:50:46 | 스페이스X 발사 감독이 발사를 확인합니다. |
| T-00:00:03 | 21:51:28 | 엔진 컨트롤러는 엔진 점화 시퀀스 시작을 명령 |
3.2. 발사 절차
| <rowcolor=#ffffff> 미션 경과 시간 | 시간 (EDT) | 이벤트 |
| T+00:00:00 | 22:51:31 | 발사 |
| T+00:01:19 | 22:52:50 | Max-Q |
| T+00:02:31 | 22:54:28 | 메인 엔진 차단 (MECO) |
| T+00:02:34 | 22:54:05 | 1단 분리 |
| T+00:02:42 | 22:54:13 | 2단 엔진 점화 (SES-1) |
| T+00:02:48 | 22:54:19 | 1단 부스트백 점화 |
| T+00:03:03 | 22:54:34 | 페어링 분리 |
| T+00:03:09 | 22:54:40 | 1단 부스트백 점화 종료 |
| T+00:06:32 | 22:58:03 | 1단 재진입 점화 |
| T+00:06:53 | 22:58:24 | 1단 재진입 점화 종료 |
| T+00:07:51 | 22:59:22 | 1단 착륙 점화 |
| T+00:08:23 | 22:59:54 | 1단 착륙 |
| T+00:08:24 | 22:59:55 | 2단 엔진 정지 (SECO-1) |
| T+00:43:11 | 23:34:42 | 2단 엔진 재점화 (SES-2) |
| T+00:44:04 | 23:35:35 | 2단 엔진 정지 (SECO-2) |
| T+00:49:35 | 23:41:06 | 페이로드 분리 |
4. 시스템 사양
| IBM POWER PC Super Micron Proton' 프리스케일 2020 32비트 프로세서 | |
| 코어클럭 | 1GHz |
| L1 캐시 |
32KB 인스트럭션 32KB 데이터 |
| L2 캐시 | 512KB |
| 코어수 | 2 |
| 명령어 셋 | |
| 버스 인터페이스 |
PCI 2.2 AMBA 4.0 AHB |
| 메모리 |
1GB DDR2 SDRAM 24MB SRAM 8MB EEPROM 3MB PROM |
| 저장장치 |
192GB SSR (솔리드 스테이트 레코더) |
| 부가기능 | Space Wire IEEE-1553 |
| 전송속도 | 100~125Mbit KA-Band |
| 운영체제 | 윈드리버 Vx Works |
5. 궤도
6. 기타
비교적 관측이 용이한 전천의 거의 모든 별을 최소 27일간 밤낮의 영향을 받지 않고 지속적으로 관측해 밝기를 측정하기 때문에, TESS의 관측 데이터가 변광성의 광도 변화 그래프로 제시되는 경우가 종종 있다. 밤낮의 변화나 기상상태, 관측 일정에 영향을 받는 지상 망원경과 달리, 항상 짧고 일정한 간격으로 광도를 측정하는데다 애초에 정밀한 측광을 위한 장비라 측광의 정밀도도 매우 높아서 지상 망원경을 통해 얻은 변광성 광도변화 데이터에 기반한 그래프와는 비교할 수 없을 정도로 광도변화 그래프가 깔끔하다.[1]TESS를 통해 관측한 개별 항성의 27일 분량의 광도변화 관측 데이터는 이곳에서 자유롭게 내려받을 수 있으며, MATLAB이나 파이썬 패키지인 astropy와 같은 소프트웨어를 이용해 FITS 파일 형태의 관측 데이터를 읽어들이면 matplotlib 등의 툴을 사용해 광도변화 그래프를 그려볼 수 있다. 외계행성이 발견된 항성의 광도변화를 살펴서 외계행성에 의한 광도변화를 살펴볼 수도 있고, 다양한 변광성의 광도곡선을 그려볼 수도 있다. 최근에는 ChatGPT 등의 생성형 AI를 활용해 이 같은 작업을 수행하는 코드를 아주 손쉽게 작성할 수 있으니 궁금한 사람은 한번 시도해보자.
케플러 우주 망원경이 4000여개의 외계행성을 발견한데 비해, TESS는 겨우 수백개를 발견했을 뿐인데, 이는 TESS의 성능이 나빠서가 아니라, 두 망원경의 탐색 전략이 다르기 때문이다. 케플러는 별들이 비교적 많이 모여있는 밤하늘의 좁은 영역을 긴 기간 동안 관측해 비교적 공전주기가 긴 외계행성까지 탐사를 진행했고, TESS는 거의 전천을 탐색하되 각각의 관측 영역은 짧은 기간 동안만 탐색해 전천에 퍼져있는 공전주기가 짧은 외계행성 위주로 탐사했다. 즉, TESS는 케플러가 발견하지 못한 외계행성을 수백개 더 발견했고, 수천개의 외계행성 후보를 발견한 것이다. 일반적으로 외계행성의 근거는 '트랜짓(transit)' 현상으로 확인하는데, 이 현상은 외계행성이 아니라 다른 천체가 우연히 항성 앞을 지나가는 경우에도 발생한다. 그래서, 이 트랜짓 현상이 행성의 공전에 따라 '주기적으로' 발생하는 등 추가적인 증거가 있어야 행성으로 인정받을 수 있다.[2] 공전주기가 빠른 행성이면 모를까, 공전주기가 길다면 이를 확인하는 것 자체가 오래 걸릴 수 밖에 없다. 예를 들어 해왕성은 공전주기가 164년인데, 동일한 트랜짓이 다시 발생하는데 164년이 걸린다는 의미이다.
7. 관련항목
[1]
케플러 우주 망원경을 통한 관측 데이터의 경우 이런 이유로 외계행성 연구 외에 광도변화 분석을 통한 항성 구조 연구에도 이용된다. 다만 TESS의 경우 관측 기간이 짧아 케플러 우주 망원경에 비해서는 이런 연구에 활용하기가 어렵다.
[2]
보통 외계행성의 존재를 확인하기 위해서는 3회의 트랜짓이 일정한 간격으로 관측되어야 한다. 따라서 TESS가 27일간 관측한 관측 영역 안에 있는 별에 행성이 있다면, 공전주기가 9일 이내일 때만 그 헹성의 존재를 확인할 수 있다. 이 문제를 개선하기 위해, 관측 기간동안 2회의 트랜짓만이 관측되었을 경우
제임스 웹 우주 망원경 등의 다른 망원경을 이용해 해당 트랜짓이 행성에 의한 트랜짓일 경우에 예상되는 다음 트랜짓을 관측해 행성의 존재를 확인하기도 한다.