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太空梦想TESS：这次由我来寻找下一个“地球”( 三 )


太空梦想TESS：这次由我来寻找下一个“地球”
本文插图

开普勒卫星
为了让TESS卫星在保持轨道稳定的同时尽可能远离地球 ， 从而保证卫星在没有遮挡的情况下 ， 有足够多的时间对每个设定的天区进行观测 ， 科学家们为TESS卫星设计了一个独一无二的轨道——一个近地点为17个地球半径、远地点为59个地球半径的高度椭圆轨道 。
这个轨道的特殊之处在于 ， 它能够在月球和地球的引力之下保持相对稳定 ， 并且和月球轨道形成一个1：2的共振关系（简称为P/2） 。 这便意味着TESS卫星的轨道周期只有月球周期的一半（即13.7天） 。 在这一轨道上 ， 每当卫星处于远地点时 ， 月球就会处于卫星之前或之后90度的地方 ， 从而最大程度地降低月球造成的遮挡和不稳定性 。
为了把TESS送入这个特殊轨道 ， 火箭和卫星也费了一番周折 。 在火箭升空大约2分半的时间内 ， 一级火箭和二级火箭分离 ， 一级火箭被回收 。 二级火箭在分离之时点火 ， 经历滑行和再点火的阶段 ， 在发射约50分钟后抵达超级同步转移轨道 ， 此时的高度大约为距离地面200公里 。 火箭和卫星自此告别 ， 火箭进行第三次点火 ， 进入逃离地球的轨道 ， 成了一个游荡在深空中的人造天体 。 而卫星本身也在此点火变轨 ， 总共经过11次点火变轨和1次月球引力弹弓加速 ， 历经大约60天之后 ， 最终抵达预定轨道 。 其实 ， 在TESS卫星发射一周之后 ， 科学设备在变轨过程中就将被启动并开始测试 ， 这样一来 ， TESS一旦抵达轨道就可以开始科学观测了 。
太空梦想TESS：这次由我来寻找下一个“地球”
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TESS勘测一颗围绕着恒星运转的行星（想象图）
这条被称为P／2的月球共振轨道使得TESS完全处于范艾伦辐射带之外 ， 而TESS在远地点（距地球最远点）时 ， 会与月球形成90度位置关系 ， 由此可以将月球对TESS的影响最小化 。 同时在这条可维持几十年的稳定轨道上 ， 有着对卫星观测运营而言 ， 始终良好的温度值 。 此外 ， 该轨道可为TESS提供南北两半天球的无障碍观测 。 在轨的几乎所有时间里 ， TESS都处于数据收集模式 ， 只有在近地点时才将所储存的数据进行传输 。
令人兴奋和期待的一点是 ， TESS卫星的数据没有数据保护期！这也就意味着 ， 一旦开始观测 ， 不仅仅是团队成员 ， 团队之外的任何人都可以及时地看到卫星发回来的数据 。 按照TESS团队的说法 ， 这样做的目的是为了鼓励更多人参与到寻找系外行星的活动中来 ， “发挥众人的才智 ， 做出更好的科学” 。
在两年的主任务完成后 ， TESS可能会继续工作 ， 因为它很有可能在轨运营更久 ， 进行任务扩展以获得额外观测成果 。
文/沈羡云
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