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太空梦想TESS：这次由我来寻找下一个“地球”


北京联盟_本文原题：TESS：这次由我来寻找下一个“地球”
数千年来 ， 人们一直想求得一个问题的答案：在茫茫宇宙中 ， 我们是否是孤独的？是否只有地球上有文明社会的存在? 随着以开普勒天文望远镜（开普勒卫星）为代表的系外行星搜寻计划的开展 ， 系外行星的发现数量出现了井喷式的增长 。 目前已经确定的是：除了太阳系内的八大行星 ， 在太阳系之外 ， 围绕其他恒星同样存在大量的行星 ， 在这些行星中十分有可能存在另一个“地球” 。
2018年4月19日 ， 一颗凌日系外行星勘测卫星（TESS）搭乘美国SpaceX公司的猎鹰9号火箭成功发射升空 。 它不仅是开普勒太空望远镜的接班人 ， 也是在将来升空的詹姆斯·韦伯望远镜的得力助手。
1.
开普勒为TESS提供契机
TESS能够上天 ， 还要感谢开普勒卫星为它提供的契机 。 TESS项目的想法开始于2006年 ， 当时得到了谷歌种子基金、Kavli基金会和MIT的私人资助 。 最初本想以私人基金发射此卫星 ， 不过因耗资巨大 ， MIT建议到NASA申请支持 ， 并在2008年提交了申请 。 当时因开普勒卫星即将发射 ， TESS在首轮竞争中败下阵来 。
太空梦想TESS：这次由我来寻找下一个“地球”
本文插图

开普勒
在开普勒卫星发射后的首个计划运行时间内 ， 一直运行正常 ， 并且表现十分出色 ， 所以在2012年初 ， 此项目被延期资助到了2016年 。 然而 ， 延期后不久 ， 当年7月14日 ， 开普勒卫星上四个反作用轮之一出现了问题（反作用轮可以通过施加一定力矩从而改变望远镜的指向 ， 对空间望远镜来说非常重要） 。 通常来说 ， 三个正常工作的反作用轮就可以将望远镜指向任何一个方向 ， 所以开普勒的指向控制并没有受到影响 。 但是 ， 其他反作用轮坏掉的可能性大大增加了 ， 这为开普勒卫星的未来蒙上了一丝阴影 。
不幸的是 ， 人们对于“老将”开普勒的担心 ， 很快发生了 。 第一个反作用轮出故障不满一年 ， 2013年5月11日 ， 第二个反作用轮也坏掉了 ， 此时开普勒卫星已很难再精确保持固有的指向 。 要想保持指向 ， 就要对反作用轮进行维修 。
参考哈勃望远镜的先例 ， 要对类似设备的故障进行维修 ， 花费实在不菲 。 哈勃五次维修总共花费了55亿美元 ， 平均每次11亿美元 ， 而开普勒卫星的总费用只有5.5亿美元 ， TESS卫星的花费更少 ， 约为3.4亿美元 。 经历了一番权衡 ， 考虑到新的系外行星探测卫星已在研制中 ， NASA最终于2013年8月对外宣布：不再对开普勒卫星进行维修 。 2018年7月 ， 由于燃料即将耗尽 ， 开普勒已开启休眠模式 。 2018年10月30日 ， 开普勒卫星正式“寿终正寝” 。
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TESS搭乘美国SpaceX公司的猎鹰9号火箭成功发射升空
与此同时 ， NASA在2011年征集了新的可能的小型空间卫星项目 ， 从提交的42个申请中筛选了11个作为培育项目 ， 其中就包括TESS项目 。 最终 ， 在2013年的第二轮角逐中 ， TESS被NASA选中 ， 成为政府支持项目 。 在某种程度上 ， 这一轮里TESS的部分好运气来自开普勒的坏运气 。
2.
类似的使命
开普勒和TESS卫星都是系外行星探测卫星 ， 主要任务都是在恒星周围寻找尚未被发现的行星 ， 评估它们孕育生命的能力 ， 希望搜寻到能够支持生命体存在的类地行星 。
【太空梦想TESS：这次由我来寻找下一个“地球”】此外 ， 开普勒和TESS都是使用“凌星法”来寻找行星 。 “凌星法”的工作原理并不难理解：行星围绕中心恒星转动 ， 当行星绕转到恒星前侧的时候 ， 因行星本身不发光 ， 而又有大小 ， 会遮挡住来自于恒星的一部分光线 ， 从而使我们观察到的恒星亮度有一个微小的变暗 ， 然后再恢复正常 。 每一个行星都在恒星亮度演化图上留下了一个因遮挡导致的小坑 ， 所以只要能够推断出坑的个数 ， 科学家就能够得知恒星周围行星的数目了 。 如果恒星变暗的周期很短 ， 那么就意味着地外行星距离母恒星很近 ， 大多数被人类探测到的地外行星属于此类 。 因为凌星周期越短 ， 越容易被探测到 。 进一步 ， 如果母恒星的温度较低 ， 那么这颗行星就可能运行在母恒星的宜居带内 。 接下来 ， 科学家就可以启动地面望远镜 ， 对该行星的大气成分进行分析 ， 以确定该行星是否适合生命存在 。


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