[发明专利]一种天基多模式系外类地行星综合探测方法及系统

说明书

本发明提供了一种天基多模式系外类地行星综合探测方法，包括：通过掩星光变曲线拟合模型JKTEBOP获得行星的轨道周期、近星点角距、升交点位置角经度、近星点时刻、轨道倾角及行星半径；通过在轨长时间曝光及大口径望远镜，采用视向速度法对行星进行探测，得到行星参数；在视向速度法确认类地行星存在的基础上，对系外行星大气实施精度光谱和偏振探测，获得结构样本，覆盖主要特征谱线，并据此开展行星物理及化学特性的反演；通过紫外巡天探测仪完成天区近紫外和远紫外信号采集，获得紫外背景辐射，提供地面开展反演及研究。本文所描述的一种天基多模式系外类地行星综合探测方法，功能强大，方法新颖，是系外类地行星探测领域的新方法和新思路。

技术领域

本发明涉及空间科学的技术领域，具体地，涉及一种天基多模式系外类地行星综合探测方法。

背景技术

地外生命的搜索一直是人类太空探索的热点，特别是位于宿主恒星宜居带、与地球质量类似的类地行星是人类一直寻求的目标，人类若能在发现地外高智慧生命形态方面取得突破，这将从根本上改变人类对自身乃至整个宇宙的认识，系外生命的载体即行星，搜寻系外生命首先需要搜寻可能存在生命的行星，限于当前的观测水平，人类对系外类地行星的研究和认识还不全面，无法建立类地行星的完整探测样本，这直接导致系外类地行星相关的科学研究还有很多尚未解决的科学问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种天基多模式系外类地行星综合探测方法。

根据本发明提供的一种天基多模式系外类地行星综合探测方法，包括如下步骤：

步骤1：通过掩星光变曲线拟合模型JKTEBOP获得行星的轨道周期、轨道偏心率、近星点角距、升交点位置角经度、近星点时刻、轨道倾角及行星半径；

步骤2：通过在轨长时间曝光及大口径望远镜，采用视向速度法对行星进行探测，得到行星参数；并对掩星光变曲线法进行认证；

步骤3：在视向速度法确认类地行星存在的基础上，以被确认行星为探测目标，对系外行星大气实施精度光谱和偏振探测，获得结构样本，覆盖主要特征谱线，并据此开展行星物理及化学特性的反演；

步骤4：通过紫外巡天探测仪完成天区近紫外和远紫外信号采集，找出紫外漫射背景的形成原因并分析紫外光谱能量分布，获得紫外背景辐射，提供地面开展反演及研究。

优选地，所述步骤2中的行星参数包括视向速度振幅K、轨道周期、轨道偏心率、近星点角距、升交点位置角经度、近星点时刻T。

优选地，所述系外类地行星探测通过系外类地行星综合探测仪来开展探测，对天区掩星光变曲线进行获取、视向速度进行测量及行星大气光谱的探测。

优选地，所述紫外巡天探测通过紫外巡天探测仪来开展探测，对天区范围内进行覆盖探测，对近紫外及远紫外的信号进行采集，并提供地面开展反演及研究。

优选地，所述系外类地行星综合探测仪前端为一台大口径空间望远镜，后端为一个探测包，用于实现优于10m/s的视向速度测量。

优选地，所述紫外巡天成像探测仪是独立望远系统，后端采用通道切换功能，通道一实现NUV滤波成像及FUV光谱探测，通道二实现NUV光谱探测及FUV滤波成像。

优选地，所述系外类地行星探测包括天区掩星光变曲线获取、视向速度测量及行星大气光谱探测，结合行星运行周期，完成对凌食状态捕捉及样本采集，提供地面开展反演及研究。

优选地，所述行星大气光谱探测在当行星发生主掩时，恒星光穿过行星外缘的大气，在大气吸收越强烈的波段，凌星的主掩深度就越深；当行星发生次掩时，在近红外和中红外波段探测发生次掩前后行星昼面和恒星的光，以及正发生次掩时单独恒星的光，得到行星的热发射谱，由行星的热发射谱得到行星大气昼面大气的温度分布。