2017年发射“凌日系外行星勘测人造卫星”(TESS)探测器

据美国麻省理工学院网站报道，在经过长达3年的漫长筛选过程之后，近日美国宇航局终于确定由麻省理工学院领衔的一个项目最终胜出。这一名为“凌日系外行星勘测人造卫星”(TESS)的探测器按计划将于2017年发射升空，预计耗资2亿美元。

TESS小组的合作方包括麻省理工学院的卡维利天体物理与空间研究学院(MKI)以及麻省理工林肯实验室；美国宇航局的戈达德空间飞行中心；轨道科学公司；美国宇航局埃姆斯研究中心；哈佛-史密松天体物理中心；宇航集团以及空间望远镜科学研究所。

该项目的首席科学家由麻省理工卡维利天体物理与空间研究学院的高级研究科学家乔治·瑞科尔(George Ricker)担任。其将运用一组广角相机阵列扫描全天并借助凌星法搜寻系外行星，从地球大小的行星到木星那样的气态巨行星都将是搜寻目标，搜索主要的覆盖范围将是距离太阳系较近的明亮恒星。所谓系外行星是指围绕其它恒星运行的行星，而所谓凌星则是指系外行星从我们观察的视线方向上经过，遮挡部分恒星的光芒，从而让我们得以探测到它们的存在。

瑞科尔表示：“TESS项目将实施首次天基全天凌星巡天，其巡视覆盖面积将比起此前的类似项目高出400倍以上。预计它将在太阳系附近空间内新发现数千颗隐匿的系外行星，而其主要的关注对象则是和地球大小相似的那些行星。”

“凌日系外行星勘测人造卫星”(TESS)在轨工作示意图

独特的轨道

TESS的实施得益于麻省理工的研究团队在过去7年间发展出的新技术。瑞科尔说：“对于TESS而言，我们得以成功地为它涉及出一条最佳轨道，在这条轨道上运行，探测器和地球和月球之间的距离都恰到好处。”

在这条轨道上运行，探测器大约每两周会接近地球一次，此时可以允许进行高速率的数据传输并且与此同时让探测器本身保持在地球有害的辐射带范围之外。这一最优化轨道将可以维持数十年之久，让TESS探测器的相机系统保持在一个非常稳定的温度范围内。

有了TESS探测器之后，科学家们便将有能力对大量系外行星的质量，大小，轨道和大气等各项参数开展考察，并对一部分位于宜居带范围内的类地行星开展相关研究。TESS项目的观测结果也将为未来即将升空的新一代詹姆斯·韦伯空间望远镜，以及其它未来将要投入使用的新建大型地面望远镜做进一步观测提供初步观测目标清单。

TESS项目组成员除了瑞科尔之外还包括MIT物理学助理教授乔西·维恩(Josh Winn)以及MIT行星和物理学教授萨拉·赛格尔(Sara Seager)。维恩表示：“我们对于TESS项目的入选感到兴奋不已，这是系外行星研究领域合乎逻辑的下一步骤。”赛格尔也补充道：“TESS项目的入选增加了我们在未来10年在其它行星上发现生命迹象的可能性。”

基于大学的团队

MKI高级研究科学家罗兰德·万德斯皮克(Roland Vanderspek)和乔伊·维兰斯纳(Joel Villasenor)将分别担任项目的副首席科学家以及载荷科学家。首席研究科学家阿兰·莱维(Alan Levine)也将参与研究工作。来自林肯实验室的托尼·史密斯(Tony Smith)将负责TESS项目的载荷管理，林肯实验室还将负责TESS探测器上的光学相机研制以及CCD设备。

MKI研究所主管，MIT物理学教授杰克·哈维特(Jackie Hewitt)表示：“美国宇航局探索者计划给了我们一个绝佳的机会，让我们这样一个大学的小团队能够开展最前沿的空间科学研究，并由此赶上快速发展中的系外行星科学。”他说：“在MIT，TESS拥有来自MKI研究所，物理系以及地球，大气和行星科学系的教授和其它同事组成的科学家团队，我们还将聚集鼓励我们的学生参与到这项工作中来。”

此前进行的地基巡天项目主要针对的是那些巨型的系外行星。而美国宇航局的开普勒空间望远镜在其工作期间已经发现了大量小型的系外行星目标，但是开普勒望远镜所观测的那些系外行星的母恒星都是比较暗淡的，难以进行研究。相比之下，TESS项目将会找出存在于那些明亮恒星周围的小型系外行星。

瑞科尔表示：“TESS将要获取的将是一份列出太阳系附近所有明亮恒星周围发生凌星现象的小质量恒星的数据库，这些行星毫无疑问将是未来进行进一步详细考察的首选目标。”

探查中子星的奥秘

此次另外一项在美国宇航局获选的项目是“中子星内部组成探测器(NICER)”。这一设备将被安装在国际空间站上，用于测量宇宙X射线源变化，即所谓“X射线时变”。这样的探测将有望揭示中子星内部的奇异物质状态，并探查这些星体的表面和内部物质组成。NICER项目的首席科学家是美国宇航局戈达德空间飞行中心的凯斯·格兰德罗(Keith Gendreau)。与此同时，由瑞科尔领衔的MKI团队同时也是NICER项目的合作伙伴。

约翰·格兰斯菲尔德(John Grunsfeld)是美国宇航局科学项目副主管，在近期发表的一份宇航局声明中他表示：“探索者计划拥有资助开展最具创新性项目的悠久历史，这些项目旨在解答那些空间科学领域最令人感到惊奇的问题。”他说：“这两项计划的入选和实施将让我们得以了解组成中子星的奇异物质成分和状态，并找出那些可能隐匿在近距离明亮恒星周围的小质量行星，这些系外行星都将是未来的大型观测设备，如詹姆斯·韦伯空间望远镜进行进一步研究的目标。”

探索者项目是美国宇航局连续实施的历史最悠久的项目计划，迄今已经有超过90个项目受其资助下实施。该项目从1958年开始执行，旗下的首颗探测器是“探索者-1号”，这颗卫星发现了地球的辐射带。另一个探索者计划资助下的项目是宇宙微波背景辐射探测器，这颗探测器获得的数据及其分析结果达成的科学进展让项目负责人获得了诺贝尔奖。该项目整体由美国宇航局戈达德空间飞行中心负责管理工作。

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