早在2017年11月將其從國際空間站部署到低地球軌道之前，這種小型ASTERIA航天器就已經有了一個宏偉的目標：證明公文包大小的衛(wèi)星可以執(zhí)行更大空間的一些復雜任務天文臺用來研究系外行星或太陽系外的行星。即將在《天文雜志》上發(fā)表的一篇新論文描述了ASTERIA(“天文物理學中的Arcsecond空間望遠鏡使能研究”的縮寫)不僅展示了它可以執(zhí)行這些任務，而且還超越了已知的系外行星55 Cancri e。

55 Cancri e炎熱，大約是地球的兩倍，其軌道非常接近其類似太陽的母星?？茖W家們已經知道了行星的位置。尋找它是測試ASTERIA功能的一種方法。微型飛船最初并不是為了進行科學設計而設計的。相反，作為技術演示，該任務的目標是為將來的任務開發(fā)新功能。該團隊的技術飛躍是制造一種小型飛船，該飛船可以進行精確的指向控制-本質上是能夠長時間穩(wěn)定地專注于某個物體的能力。

任務小組的總部設在南加州的NASA噴氣推進實驗室和麻省理工學院，他們設計了新的儀器和硬件，克服了現有的技術障礙來制造有效載荷。然后他們不得不在太空中測試他們的原型。盡管其主要任務只有90天，但ASTERIA在小組于去年12月失去聯系之前接受了3次任務擴展。

CubeSat使用精細指向控制通過過境方法檢測55 Cancrie ，科學家在其中尋找由經過的行星引起的恒星亮度下降。當以這種方式進行系外行星探測時，航天器自身的運動或振動會在數據中產生抖動，這些抖動可能被誤解為恒星亮度的變化。航天器需要保持穩(wěn)定并保持恒星在其視場中居中。這使科學家能夠準確地測量恒星的亮度，并識別表明行星已經通過了它的前面的微小變化，從而阻止了它的某些光線。

ASTERIA緊隨加拿大航天局發(fā)射的一顆名為MOST(恒星微變率和振蕩)的小型衛(wèi)星的腳步，該衛(wèi)星在2011年進行了55 Cancri e的首次過境探測。MOST大約是ASTERIA體積的六倍，對于天體物理學衛(wèi)星而言仍然很小。配備了5.9英寸(15厘米)望遠鏡的MOST能夠收集的光線是ASTERIA的六倍，后者攜帶了2.4英寸(6厘米)望遠鏡。因為55 Cancri e只能阻擋其宿主恒星的0.04%的光線，所以這對于ASTERIA來說是一個極具挑戰(zhàn)性的目標。

JPL的ASTERIA系外行星科學團隊首席研究員Vanessa Bailey表示：“檢測系外行星令人興奮，因為它表明了這些新技術如何在實際應用中融合在一起。” “ ASTERIA的任務已經完成了20多個月，為我們提供了寶貴的額外時間從事科學工作，這一事實凸顯了JPL和MIT所做的出色工程。”

大功績

該任務進行了所謂的邊緣探測，這意味著從運輸過程中獲得的數據本身并不能說服科學家說地球已經存在。(看起來類似于行星飛行的虛弱信號可能是由其他現象引起的，因此科學家對宣布行星探測具有很高的標準。)但是，通過將CubeSat的數據與先前對行星的觀測結果進行比較，研究小組確認它們確實是看到55 Cancri e。作為技術演示，ASTERIA還沒有進行科學任務的典型啟動前準備工作，這意味著團隊必須做更多工作以確保其檢測的準確性。

麻省理工學院Haystack天文臺的ASTERIA項目科學家，研究的主要作者Mary Knapp說：“我們用一個甚至沒有進行科學探測的優(yōu)化的小型望遠鏡追趕一個硬目標，即使我們勉強達到了目標，我們仍然做到了。” 。“我認為本文驗證了激發(fā)ASTERIA任務的概念：小型航天器可以為天體物理學和天文學做出貢獻。”

雖然不可能將大型的系外行星搜尋航天器(如NASA的過境系外行星勘測衛(wèi)星(TESS))的所有功能整合到CubeSat中，但ASTERIA團隊設想這些小巧的封裝將為它們提供支持。對時間要求較少的小型衛(wèi)星可用于長時間監(jiān)視恒星，以期發(fā)現未發(fā)現的行星。或者，在大型天文臺發(fā)現一顆行星經過其恒星之后，一枚小型衛(wèi)星可以監(jiān)視隨后的過渡，從而釋放出較大的望遠鏡來做較小的衛(wèi)星無法工作的工作。

麻省理工學院ASTERIA首席研究員，天體物理學家Sara Seager最近獲得了NASA天體科學小衛(wèi)星研究的資助，以制定后續(xù)ASTERIA的任務概念。該提案描述了一個由六顆衛(wèi)星組成的星座，大約是ASTERIA的兩倍，它們將在附近類似太陽的恒星周圍搜索大小類似于地球的系外行星。

思維小

為了制造歷史上最小的尋星衛(wèi)星，ASTERIA并不僅僅是縮小大型航天器上使用的硬件。在許多情況下，他們不得不采用更具創(chuàng)新性的方法。例如，MOST 衛(wèi)星使用的相機帶有電荷耦合器件(CCD)檢測器，這在空間衛(wèi)星中很常見;另一方面，ASTERIA配備了互補的金屬氧化物半導體(CMOS)檢測器，這是一種成熟的技術，通常用于精確測量紅外光而非可見光的亮度。與CCD相比，ASTERIA的基于CMOS的可見光相機具有多項優(yōu)勢。大一點：它使ASTERIA保持較小，因為它在室溫下運行，從而無需冷CCD所需的大型冷卻系統(tǒng)。

JPL ASTERIA的聯合研究員兼科學數據分析聯合負責人Akshata Krishnamurthy說：“這項任務主要是關于學習的。“我們發(fā)現了太多事情，未來的小型衛(wèi)星將能夠做得更好，因為我們首先展示了技術和能力。我認為我們已經打開了大門。”