[發明專利]一種天基多模式系外類地行星綜合探測方法及系統

有效

• 申請號: 202110444353.0
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113325483B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 彭玉明;何振寧;尤偉;牛俊坡;張嵬
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: G01V8/10
• 分類號: G01V8/10;G01N21/33
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種天基多模式系外類地行星綜合探測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：通過掩星光變曲線擬合模型JKTEBOP獲得行星的軌道周期、軌道偏心率、近星點角距、升交點位置角經度、近星點時刻、軌道傾角及行星半徑；

步驟2：通過在軌長時間曝光及大口徑望遠鏡，采用視向速度法對行星進行探測，得到行星參數；并對掩星光變曲線法進行認證；

步驟3：在視向速度法確認類地行星存在的基礎上，以被確認行星為探測目標，對系外行星大氣實施精度光譜和偏振探測，獲得結構樣本，覆蓋主要特征譜線，并據此開展行星物理及化學特性的反演；

步驟4：通過紫外巡天探測儀完成天區近紫外和遠紫外信號采集，找出紫外漫射背景的形成原因并分析紫外光譜能量分布，獲得紫外背景輻射，提供地面開展反演及研究。

2.根據權利要求1所述的一種天基多模式系外類地行星綜合探測方法，其特征在于，所述步驟2中的行星參數包括視向速度振幅K、軌道周期、軌道偏心率、近星點角距、升交點位置角經度、近星點時刻T。

3.根據權利要求1所述的一種天基多模式系外類地行星綜合探測方法，其特征在于，所述系外類地行星探測通過系外類地行星綜合探測儀來開展探測，對天區掩星光變曲線進行獲取、視向速度進行測量及行星大氣光譜的探測。

4.根據權利要求1所述的一種天基多模式系外類地行星綜合探測方法，其特征在于，所述紫外巡天探測通過紫外巡天探測儀來開展探測，對天區范圍內進行覆蓋探測，對近紫外及遠紫外的信號進行采集，并提供地面開展反演及研究。

5.根據權利要求1所述的一種天基多模式系外類地行星綜合探測方法，其特征在于，所述系外類地行星綜合探測儀前端為一臺大口徑空間望遠鏡，后端為一個探測包，用于實現優于10m/s的視向速度測量。

6.根據權利要求1所述的一種天基多模式系外類地行星綜合探測方法，其特征在于，所述紫外巡天成像探測儀是獨立望遠系統，后端采用通道切換功能，通道一實現NUV濾波成像及FUV光譜探測，通道二實現NUV光譜探測及FUV濾波成像。

7.根據權利要求1所述的一種天基多模式系外類地行星綜合探測方法，其特征在于，所述系外類地行星探測包括天區掩星光變曲線獲取、視向速度測量及行星大氣光譜探測，結合行星運行周期，完成對凌食狀態捕捉及樣本采集，提供地面開展反演及研究。

8.根據權利要求1所述的一種天基多模式系外類地行星綜合探測方法，其特征在于，所述行星大氣光譜探測在當行星發生主掩時，恒星光穿過行星外緣的大氣，在大氣吸收越強烈的波段，凌星的主掩深度就越深；當行星發生次掩時，在近紅外和中紅外波段探測發生次掩前后行星晝面和恒星的光，以及正發生次掩時單獨恒星的光，得到行星的熱發射譜，由行星的熱發射譜得到行星大氣晝面大氣的溫度分布。

9.根據權利要求1所述的一種天基多模式系外類地行星綜合探測方法，其特征在于，所述紫外巡天探測的科學目標包括行星大氣氣態水紫外探測、獲取行星宜居特性佐證、對主帶彗星的紫外研究以及對谷神星的紫外研究。

10.一種天基多模式系外類地行星綜合探測系統，其特征在于，包括如下模塊：

模塊M1：通過掩星光變曲線擬合模型JKTEBOP獲得行星的軌道周期、軌道偏心率、近星點角距、升交點位置角經度、近星點時刻、軌道傾角及行星半徑；

模塊M2：通過在軌長時間曝光及大口徑望遠鏡，采用視向速度法對行星進行探測，得到行星參數；并對掩星光變曲線法進行認證；

模塊M3：在視向速度法確認類地行星存在的基礎上，以被確認行星為探測目標，對系外行星大氣實施精度光譜和偏振探測，獲得結構樣本，覆蓋主要特征譜線，并據此開展行星物理及化學特性的反演；

模塊M4：通過紫外巡天探測儀完成天區近紫外和遠紫外信號采集，找出紫外漫射背景的形成原因并分析紫外光譜能量分布，獲得紫外背景輻射，提供地面開展反演及研究。