13.7日ごとに、標準的な家庭用冷蔵庫ほどの大きさの宇宙船が地球に接近し、20ギガビットの生テレメトリデータをDeep Space Networkへと送信する。この2週間ごとのデータ配信に、高解像度の写真は含まれていない。その中身はほぼすべて、我々の最も近くに位置する恒星の明るさの変動を追跡した「ライトカーブ（光度曲線）」の果てしない羅列である。
Transiting Exoplanet Survey Satellite（TESS）は8年にわたり、このルーチンを正確に繰り返してきた。3億3700万ドルという厳格な予算で構築されたこのミッションは、決してメインイベントとなることを意図したものではなかった。その役割は戦略的な偵察メカニズムであり、大気中の水やメタンを探索するためにフラッグシップ級の観測所（欧州が大きく支援するJames Webb Space Telescopeなどを含む）が必要とする正確な座標を提供することである。
P/2軌道のトリック
2018年、誘導・航法システムの不具合による2日間の打ち上げ延期を経て、SpaceXのFalcon 9で打ち上げられたTESSは、標準的な円軌道には投入されなかった。推進剤を使い果たすことなく深宇宙の遮るもののない視界を維持するため、エンジニアはTESSを「P/2」軌道に配置した。
この高度に楕円形の軌道は、衛星を月と2:1の共鳴状態に置くものである。月が公転する間に、TESSは地球をちょうど2回周回する。月の重力が宇宙船の経路を効果的に数十年間にわたって固定し、高コストな化学燃料による軌道修正を軌道力学で代替している。この特定の幾何学配置が宇宙船に採用されたのは、これが初めてであった。
この安定した観測地点から、MIT Lincoln Laboratoryが開発した4台のカスタム広視野カメラが空を走査する。これらは、恒星の明るさがわずか0.1%低下するのを検知するように校正されている。そのわずかな減光こそが、惑星が主星の前を横切る唯一の証拠となる。
系外惑星のサプライチェーン
TESSは、宇宙機関が惑星データを調達する方法における構造的な転換を象徴している。前任のKeplerは、系外惑星が統計的にありふれた存在であることを証明するために、狭い視界を何年も見つめ続けた。一方、TESSは全天をスキャンするように設計されており、最も近く、最も明るい恒星系にのみ焦点を当てている。
プロジェクトの存続は、NASA GoddardのJeff Volosin氏がハードウェアのコストを「Explorer-class（探査機クラス）」の予算上限内に厳格に収める手腕に大きく依存していた。3億3700万ドルというコストは、TESSが支援するフラッグシップ級望遠鏡の数分の一に過ぎない。ミッションの副科学責任者を務めるMITのSara Seager氏は、TESSの存在意義を完全にこの依存関係の中に位置づけた。それは、ハイエンドな分光分析を行う前に不可欠な先行プロセスなのである。
今日、欧州の天体物理学研究所は、13.7日ごとに送られてくるデータダンプを解析し、ESAの次期ミッションであるPLATOやArielの観測スケジュールを計画している。惑星の詳細な特性評価という重労働は最終的にこれら数十億ユーロ規模のプラットフォームが担うことになるが、そのスケジュールは、予算制限のある偵察機が見つけ出した座標によって左右されるのだ。
欧州と米国は巨大な望遠鏡を建造した。しかし彼らは、それをどこに向けるべきかを教えるために、月と共鳴軌道にある冷蔵庫サイズの衛星を頼りにしているのである。
Sources
- Massachusetts Institute of Technology (MIT)
- NASA Goddard Space Flight Center
- MIT Lincoln Laboratory
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