空间望远镜：穷尽一生为地球“寻亲”

地球 · 2016-10-31 15:29:16

核心提示：为地球“寻亲”的“幕后英雄”到底是谁？这位“ 幕后英雄”有哪些神通广大的本领？本文将带大家领略这些“ 幕后英雄”——空间望远镜的魅力。

哈勃空间望远镜拍摄到的星系近期，全球都在热议开普勒空间望远镜发现了一颗距地球1400多光年的类地行星这则新闻，美国航宇局给它编号为Kepler-452b。虽然大家都知道1400光年对今天的人类来说是一个根本无法抵达的距离，但这个发现还是让大家激动了一阵子。而发现这颗行星的“ 功臣”——开普勒空间望远镜，却被大家冷落了。今天我们要谈的就是这位本该被关注的“功臣”。

哈勃空间望远镜92位“幕后英雄”空间望远镜也被叫做天文卫星或天基望远镜。根据维基百科的统计，人类迄今为止共发射了92个空间望远镜。这次发现类地行星的开普勒空间望远镜是美国宇航局在2009年发射的。宇宙中存在不同的物理现象，用不同的频段去观察天体，会得到不同的科学收获。人类迄今为止发射过的空间望远镜，其主要的工作方式有伽马射线、X射线、可见光、红外与毫米波、微波、射电、粒子探测、重力波等。开普勒空间望远镜在可见光频段工作，也有一些望远镜是双模式的工作方式，例如著名的哈勃空间望远镜就拥有紫外和可见光2种模式，欧空局在2007年发射的国际伽马射线天文观测台有伽马射线和X射线2种工作模式。下面，我们就以开普勒空间望远镜为例，展现这些“幕后英雄”的真正魅力。

开普勒空间望远镜打开“开普勒”的神秘之门按照美国宇航局的解释，20世纪后半叶以来，天文学家越来越关心银河系中有多少类似于地球的行星？如果有一颗与太阳尺寸相当的恒星作为星系中心，那么在其中有多大的概率存在像地球一样的行星等问题。1992年，美国宇航局在制定下一个探索计划时，纳入了探索太阳系外行星的任务。有一个科学家团队提出了“地球大小的银河系内行星存在概率”的概念。这个概念虽然在当时没有被采纳，但还是得到了不少科学家们的支持。到了2009年，开普勒空间望远镜终于用德尔塔-II火箭发射升空。该望远镜的设计寿命是三年半，也就是到2012年底退役。在2012年，虽然4个反作用飞轮中有1个已经坏了，但美国宇航局认为它的状态还不错，打算让它超期服役到2016年。可到了2013年3月，该望远镜又坏了一个飞轮。几个月后，美国宇航局宣布不打算再修理这2个坏掉的飞轮了，让它凭借剩下的2个飞轮和推力器继续发挥余热。为此，美国宇航局制定了K2计划，让它专门在红矮星附近寻找类地行星。开普勒空间望远镜主要采用“凌日法”进行测量，即一颗恒星如果拥有行星，那么行星会因为公转而周期性地挡在恒星和望远镜之间，使恒星的亮度发生变化。望远镜观察到一颗恒星后，就会对它的亮度进行持续观察，测量出亮度的变化，并绘制出亮度曲线。然后把这条曲线转换成更容易观察的形式，运用软件从中选择出可能发生了“ 凌日现象”的星体。其后，科学家对观测结构进行两轮筛选后，还要进行更深入的观测，称为开普勒定性。经过开普勒定性观测的目标，就可以列入开普勒行星目录了。但这个目录也不是固定不变的，有些目标最后证明为不是行星而被剔除，有些被误认为是干扰，澄清后重新列入。当然，不是所有的行星都需要经过这样的程序。环双恒星的行星就可以用其他办法来测定。另外，由于开普勒空间望远镜的数据是开放给学术界的，有些人会用其他手段来分析数据，把一些被排除在分析流程之外的行星重新捡回来。即便“烧钱”也要坚持自从人类开始研制和发射空间望远镜以来，取得了大量科研成果。只不过那些成果与普通人的日常生活、知识接受能力相距太远，所以很少有人关心。这次开普勒空间望远镜发现类地行星后被媒体热炒，这在一定程度上加深了人们对深空探测的了解。空间望远镜本身是很“ 烧钱”的。首先，它所采用的卫星平台很少能与其他卫星通用，必须单颗定制。其次，它的观测系统远比对地观测卫星复杂，同样需要单颗定制。另外，空间望远镜往往还需要部署在特殊的轨道上，对运载工具提出了更严峻的挑战。这些原因都决定了空间望远镜的成本高昂。开普勒空间望远镜的费用是6亿美元，但已经是同类产品中便宜的了。因此，要不要研制和发射空间望远镜，完全取决于一个国家的民众、政府和立法机关对于空间科学和探索有多大的热情，这也是一项体现国家财力和民族素质的任务。据《人民日报》7月27日刊文报道，我国也即将发射自己的硬X射线空间望远镜，这意味着，属于中国的空间天文观测时代就要开始了。我们能否把这项没有近期效益，却对科学和人类进步有重大意义的事业进行下去，将是对我们这个民族历史责任感的考验。（常飞）

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