[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

本發明提供了一種天基多模式系外類地行星綜合探測方法，包括：通過掩星光變曲線擬合模型JKTEBOP獲得行星的軌道周期、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；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；在視向速度法確認類地行星存在的基礎上，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；通過紫外巡天探測儀完成天區近紫外和遠紫外信號采集，獲得紫外背景輻射，提供地面開展反演及研究。本文所描述的一種天基多模式系外類地行星綜合探測方法，功能強大，方法新穎，是系外類地行星探測領域的新方法和新思路。

技術領域

本發明涉及空間科學的技術領域，具體地，涉及一種天基多模式系外類地行星綜合探測方法。

背景技術

地外生命的搜索一直是人類太空探索的熱點，特別是位于宿主恒星宜居帶、與地球質量類似的類地行星是人類一直尋求的目標，人類若能在發現地外高智慧生命形態方面取得突破，這將從根本上改變人類對自身乃至整個宇宙的認識，系外生命的載體即行星，搜尋系外生命首先需要搜尋可能存在生命的行星，限于當前的觀測水平，人類對系外類地行星的研究和認識還不全面，無法建立類地行星的完整探測樣本，這直接導致系外類地行星相關的科學研究還有很多尚未解決的科學問題。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種天基多模式系外類地行星綜合探測方法。

根據本發明提供的一種天基多模式系外類地行星綜合探測方法，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。

優選地，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。

優選地，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。

優選地，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。

優選地，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。

優選地，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。

優選地，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。

優選地，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。