Добавить новость
ru24.net
News in English
Февраль
2024

The CUTE Mission: Innovative Design Enables Observations of Extreme Exoplanets from a Small Package

0

Of the approximately 5,500 exoplanets discovered to date, many have been found to orbit very close to their parent stars. These close-in planets provide a unique opportunity to observe in detail the phenomena critical to the development and evolution of our own solar system, including atmospheric mass loss and interactions with the host star. NASA’s […]

5 Min Read

The CUTE Mission: Innovative Design Enables Observations of Extreme Exoplanets from a Small Package

A satellite above planet Earth; the satellite consists of a rectangular box with four flat rectangular solar array panels attached.
Fig 1: Artist’s concept of the CUTE mission on-orbit. CUTE has been operating in a 560 km sun-synchronous orbit since September 2021.
Credits:
NASA

Of the approximately 5,500 exoplanets discovered to date, many have been found to orbit very close to their parent stars. These close-in planets provide a unique opportunity to observe in detail the phenomena critical to the development and evolution of our own solar system, including atmospheric mass loss and interactions with the host star. NASA’s Colorado Ultraviolet Transit Experiment (CUTE) mission, launched in September 2021, employed a new design that enabled exploration of these processes using a small spacecraft for the first time. CUTE provides unique spectral diagnostics that trace the escaping atmospheres of close-in, ultra-hot, giant planets. In addition, CUTE’s dedicated mission architecture enables the survey duration required to characterize atmospheric structure and variability on these worlds.

Atmospheric escape is a fundamental process that affects the structure, composition, and evolution of many planets. It has operated on all of the terrestrial planets in our solar system and likely drives the demographics of the short-period planet population characterized by NASA’s Kepler mission. In fact, atmospheric escape ultimately may be the determining factor when predicting the habitability of temperate, terrestrial exoplanets. Escaping exoplanet atmospheres were first observed in the hydrogen Lyman-alpha line (121nm) in 2003. However, contamination by neutral hydrogen in both the intervening interstellar medium and Earth’s upper atmosphere makes obtaining high-quality Lyman-alpha transit measurements for most exoplanets very challenging. By contrast, a host star’s near-ultraviolet (NUV; 250 – 350 nm) flux is two to three orders of magnitude higher than Lyman-alpha, and transit light curves can be measured against a smoother stellar surface intensity distribution.

This knowledge motivated a team led by Dr. Kevin France at the University of Colorado Laboratory for Atmospheric and Space Physics to design the CUTE mission (Fig 2). The team proposed the CUTE concept to NASA through the ROSES/Astrophysics Research and Analysis (APRA) Program in February 2016 and NASA funded the project in July 2017. The CUTE instrument pioneered use of two technologies on a small space mission: a novel, rectangular Cassegrain telescope (20cm × 8cm primary mirror) and a miniature, low-resolution spectrograph operating from approximately 250 – 330 nm. The rectangular telescope was fabricated to accommodate the unique instrument volume of the 6U CubeSat form factor, an adaptation that delivers approximately three times the collecting area of a traditional, circular aperture telescope.  The compact spectrograph meets the spectral resolution requirements of the mission while using scaled down component technology adapted from the Hubble Space Telescope.

Flat board with boxes and wires attached, held by person wearing gloves
Fig 2 – Image of the CUTE science instrument, including rectangular telescope and miniaturized spectrograph, mounted to the spacecraft bus.
Credit: CUTE Team, University of Colorado

This novel instrument design enables CUTE to measure NUV with similar precision as larger missions even in the more challenging thermal and pointing environment experienced by a CubeSat. In addition, the CUTE instrument’s NUV bandpass enables it to measure iron and magnesium ions from highly extended atmospheric layers that ground-based instruments cannot access. The CUTE science instrument is incorporated into a 6U Blue Canyon Technologies spacecraft bus that provides power, command and data handling, attitude control, and communications. This CubeSat platform enables CUTE to observe numerous transits of a given planet. The spectrogram from the CUTE instrument is recorded on a UV-optimized commercial off-the-shelf charge-coupled device (CCD), onboard data processing is performed, and data products are relayed to a ground station at the University of Colorado.

Several individuals dressed in protective clothing, masks and gloves attach a rectangular box to rails.
Fig 3 –Graduate student Arika Egan (center) and electrical engineer Nicholas DeCicco (left) install CUTE into the LANDSAT-9 secondary payload dispenser at Vandenberg Space Force Base.
Credit: CUTE Team, University of Colorado

CUTE was launched as a secondary payload on NASA’s LANDSAT-9 mission on September 27, 2021 into a Sun-synchronous orbit with a 560 km apogee. CUTE deployed from the payload dispenser (Fig 3) approximately two hours after launch and then deployed its solar arrays. Spacecraft beacon signals were identified by the amateur radio community on the first orbit and communications were established with the ground station at the University of Colorado the following day. On-orbit commissioning of the spacecraft and instrument concluded in February 2022 and the mission has been conducting science operations since that time.

As of February 2024, CUTE is actively acquiring science and calibration data (Fig 4), and has observed between 6 and 11 transits of seven different exoplanetary systems. Data downlink efficiency is the primary factor limiting the number of targets observed over the course of the mission. CUTE light curves and transit spectroscopy are revealing extended NUV atmospheres on some planets (Fig 5) and potential time variability in the atmospheric transmission spectra of others. For example, observations of the ultra-hot exoplanet, Jupiter WASP-189b, indicate a highly extended atmosphere. Magnesium ions are observed to be gravitationally unbound from the planet, which is evidence for active escape of heavy elements in this system. CUTE data are being archived by the NASA Exoplanet Science Institute (NExScI).

At top: a graph depicting a nearly straight line from left to right against a purple background. At bottom: a graph showing wavelength on the x axis and flux on the y axis; a blue line zig-zags downward from left to right
Fig 4 – Flight data from CUTE showing raw CCD observations (top) and calibrated one-dimensional spectra (bottom).
Image credit: France et al (2023)
Graph showing optical data in blue and NUV data from visit 1 in black, visit 2 in green, and visit 3 in pink. Most data points fall on a straight line from left to right, except for a significant dip at orbital phase 0.
Fig 5 – CUTE NUV transit light curve of the ultra-hot exoplanet, Jupiter WASP-189b. This light curve was created from three separate transit visits to the planet.
Image credit: Sreejith, et al (2023)

CUTE successfully demonstrated the use of a non-circular telescope and miniature spectrograph design for small space missions, an approach that has been subsequently adopted by several NASA and international mission designs, including NASA’s new Monitoring Activity from Nearby sTars with uv Imaging and Spectroscopy (MANTIS) mission. CUTE’s demonstration of sub-1% NUV precision has shown that the precision achieved by large UV astronomy missions can also be achieved by a CubeSat. In addition, student training and early-career mentorship have been key ingredients to CUTE’s mission success. So far, over 20 early career students and professionals have trained and participated in CUTE activities—ranging from science to engineering to operations.

PROJECT LEAD

Professor Kevin France, Laboratory for Atmospheric and Space Physics/University of Colorado

SPONSORING ORGANIZATION

Astrophysics Division Astrophysics Research and Analysis Program

Share

Details

Last Updated
Feb 27, 2024



Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



СЕНСАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ! В деле Дональда Трампа два Дональда, два афроамериканца, две женщины и герб Москвы, России.

Столичные росгвардейцы задержали мужчину, подозреваемого в грабеже

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С 1 августа Соцфонд увеличит страховые пенсии россиян

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Более 12 тысяч жителей Москвы и Московской области получают повышенную пенсию за работу в сельском хозяйстве


Как студенты РГИСИ гастролировали в Бурятии и собирали залы со зрителями всех возрастов: от мала до велика - Театр, Культура и Концерт, Россия и Дети

«Норникель» внедрил решения на базе ИИ почти на всех производственных площадках

Дистрибьюция Музыки.

Смириться нельзя выздороветь. Как живут и справляются с трудностями люди, перенесшие инсульт


Technology’s grip on modern life is pushing us down a dimly lit path of digital land mines

Who is Ghetts and what character does the rapper play in Supacell?

IWF signs off “state-of-the-art” training facilities for the Paris 2024 Olympics

Meet Adam Peaty, British swimming hero and three-time Olympic champ returning for Paris 2024 after extended break


Более 40 тысяч семей в Москве и области получают ежемесячные выплаты из средств материнского капитала

В Узбекистане завершили выпуск самой народной модели Шевроле

Уроженец из Узбекистана помогал другим мигрантам нелегально закрепиться в России

На ремонт улично-дорожной сети в 34 районах Забайкалья выделено более 2 млрд рублей


Arena Breakout празднует 1 годовщину новой картой, игровым режимом и наградами

Гайд по регистрации, установке и входу в Throne and Liberty для игроков из России и СНГ

Приключение-головоломка Arranger вышла на смартфоны и PC

Activision secretly experimented on 50% of Call of Duty players by 'decreasing' skill-based matchmaking, and determined players like SBMM even if they don't know it



Международные морские перевозки

Калинка моя: автокросс в Калининце

Синоптики спрогнозировали тепло до +28 и грозы в Московском регионе 28 июля

Сбежавшего из Израиля в РФ подростка-вундеркинда нашли в отеле рядом со Внуково




Начальник Главного управления вневедомственной охраны Росгвардии вручил ключи от автомобиля многодетному отцу-росгвардейцу

В Москве с начала года изъяли 1300 машин такси из-за нарушений

Столичные росгвардейцы задержали мужчину, подозреваемого в грабеже

Владимир Ефимов: жилье и деловые кварталы появятся в девяти районах САО в рамках 11 проектов КРТ


Путин предупредил об ответе России на появление в Германии американских ракет

Водителей предупредили о перекрытии ряда дорог в центре Москвы 2, 3 и 4 августа

«Для нас ничего не поменяется»: Патрушев заявил, что Москве без разницы

Почему СССР продавал машины в Европе дешевле, чем своим гражданам


Теннисистка Веснина показала свою форму на Олимпийские игры в Париже

Андреева и Медведев? Попрыгунья Бладцева? Загадочный пловец Сомов? Где России ждать медалей на Олимпиаде-2024

На церемонии открытия Игр комментатор перепутал мужа Серены Уильямс с персоналом

Андреева стала самой молодой чемпионкой турнира WTA за последние три года


В Москве полицейские теперь будут постоянно носить с собой мини-огнетушители

Громкие хлопки напугали жителей Петергофа: полиция задержала хулигана с петардами

Водителей предупредили о перекрытии ряда дорог в центре Москвы 2, 3 и 4 августа

«Для нас ничего не поменяется»: Патрушев заявил, что Москве без разницы


Музыкальные новости

Певец Андрей Губин улетел в Египет из-за проблем со здоровьем

Адвокат Добровинский: Абрамов не запрещал Алсу пользоваться квартирой в Москве

Обложка песни. Обложки альбомов песен. Сделать обложку для песни.

Соболев подсказал Моргенштерну*, как вернуться обратно в Россию: «Срезал бы кожу с тату 666»



Хинштейн: МВД контролирует дело о драке сына Бажаева с полицейским в Москве

Сбежавшего из Израиля в РФ подростка-вундеркинда нашли в отеле рядом со Внуково

Международные морские перевозки

Калинка моя: автокросс в Калининце


Кто представит Россию на Олимпиаде: рассказываем про 15 наших спортсменов

Дизайн бытовой техники на службе у пользователей Философия дизайна 3F от LG помогает создавать клиентоориентированные инновации на основе обширных исследований

Activision secretly experimented on 50% of Call of Duty players by 'decreasing' skill-based matchmaking, and determined players like SBMM even if they don't know it

Песков назвал отвратительными ряд моментов открытия Олимпиады в Париже


Источник «360»: два москвича на мотоцикле погибли из-за ДТП на Покровской улице

В Москве строят новую дорогу, которая станет дублером Калужского шоссе

Калинка моя: автокросс в Калининце

Обвиняемый в подрыве автомобиля в Москве был алтарником


Путин сообщил о завершающей стадии разработки ракет средней и малой дальности

Штаб-квартиру Роскосмоса предложили разместить в Амурской области

Эрдоган стал спешить на встречу с Асадом

Остроумный ответ Путина на провокационный вопрос сорвал аплодисменты





Появилось видео из фитнеса в Москве, который заволокло опасным газом

Родившегося с пулей в животе ребенка спасли врачи в Подмосковье

Врачи провели уникальную операцию и извлекли пулю из брюшной стенки новорожденного

Сотрудники фитнес-клуба в Москве случайно залили в канистру с хлором ядовитый газ


"Победить невозможно". В Киеве заявили о большой проблеме из-за Зеленского


День рождения гамбургера: как сделать популярный фастфуд полезным

Калинка моя: автокросс в Калининце

В Москве задержали сына миллиардера Мусы Бажаева за драку с полицией

Хинштейн: МВД контролирует дело о драке сына Бажаева с полицейским в Москве




Мэр Москвы поздравил сотрудников центров госуслуг с профессиональным праздником

Собянин поздравил работников торговли с праздником

Поздравление от мэра Москвы получили сотрудники центров госуслуг

Собянин рассказал о благоустройстве парков в Москве


Из-за глобального потепления в Москве появились новые животные

Прибыли с юга: какие животные появились в Москве из-за глобального потепления

Методист Музея-заповедника «Родина В.И. Ленина» рассказала, как встречалась с потомками Яковлева

Лужнецкую набережную благоустроят


В Москве полицейские теперь будут постоянно носить с собой мини-огнетушители

Великолепный Папанов

«Для нас ничего не поменяется»: Патрушев заявил, что Москве без разницы

Почему СССР продавал машины в Европе дешевле, чем своим гражданам


В Поморье стартовал двенадцатый «Дирекцион-Норд»

Погиб глава архангельской пожарной охраны Димитрий Охрименко

ТСД SAOTRON RT41 GUN: практичный, производительный, надёжный

Сергей Собянин. Неделя мэра


Выставка-признание «Человек. Писатель. Актер», к 95-летию со дня рождения В. М. Шукшина, писателя, кинорежиссера, сценариста, актера

К Международному дню тигра саранская телемачта «переоденется» в редкого хищника

Выставка исторической памяти «В гости к нашим далеким предкам» ко Дню Крещения Руси и Дню памяти равноапостольного Великого князя Владимира

Утром в Симферополе рейсовый автобус насмерть сбил пенсионерку


В связи с нарушениями в детском саде Волгодонска по указанию из Москвы заведут уголовное дело

В Москве полицейские теперь будут постоянно носить с собой мини-огнетушители

Путин предупредил об ответе России на появление в Германии американских ракет

«Золотая середина»: какая погода будет в Москве на следующей неделе












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
WTA

Красноярка Мирра Андреева завоевала титул WTA и едет на Олимпиаду






Великолепный Папанов

«Золотая середина»: какая погода будет в Москве на следующей неделе

Путин предупредил об ответе России на появление в Германии американских ракет

В Москве полицейские теперь будут постоянно носить с собой мини-огнетушители