如此滚动：NASA K2 任务的科学产品及其性能指标

NASA 的系外行星发现任务 Kepler 在 2013 年 5 月其 4 个反作用轮中第 2 个失效一年后，被重组为 K2 任务。新的航天器指向方法现在在场边缘处给出典型的 6 小时内 1.0 像素峰峰值的滚动运动，比 Kepler 大两个数量级。尽管存在这些滚动误差，飞行系统及其改进的科学数据处理流水线在观测多种目标时恢复了主任务的大部分测光精度，从而将劣势转化为多样性。我们定义了每个观测周期中可用的数据压缩与像素预算的指标；系外行星凌星与恒星活动时间序列上的测光噪声；修正后长节奏光变曲线中的残差相关；以及在系统误差去除过程中保护测试正弦信号免受过拟合。我们发现数据压缩与噪声均随离视场中心的径向距离线性增加，且数据压缩也与星数成正比。在滚动运动几乎可忽略的中心区域，一颗宁静的 12 等星的限制性 6 小时测光精度可低至 30 ppm，仅比 Kepler 高 25%。这一噪声性能是在不牺牲信号保真度的情况下实现的；注入数据中的测试正弦信号对于周期长达 15 天的信号衰减小于 10%。在星震学相关的时间尺度上，由 K2 档案定标像素导出的光变曲线的高频噪声幅度在 Kepler 所达值的 40% 以内。基于这一新任务概念 1.5 年经验带来的 K2 操作和科学数据分析的改进，并由本文指标量化，将支持在扩展 K2 任务中延续 K2 已具备的高水平科学产出。