NASA拟打造新望远镜助地球防御危险小行星

腾讯太空 · 公众号 · 探索 · 2019-09-28 22:11

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地球将在不久后失去一个重要的潜在危险小行星监测工具——NEOWISE望远镜。为了保护地球应对这种潜在威胁，美国宇航局（NASA）决定为一项太空望远镜定制计划提供资金。根据9月23日宣布的消息，宇航局科学任务理事会专门从预算中拿出1.5亿美元，用于小行星防御。

美国宇航局决定资助一项望远镜定制计划，用于监测具有潜在危险性的小行星

美国宇航局希望制造一架对夜空进行红外观测的新太空望远镜，以加强识别和追踪近地小行星的能力。望远镜监测是宇航局行星防御计划的基石。根据9月23日宣布的消息，宇航局科学任务理事会专门从预算中拿出一笔资金（1.5亿美元），用于小行星防御。

科学任务理事会的副主管托马斯·泽布臣在行星科学顾问委员会的一场会议上指出，这笔预算将用于提高行星防御的灵活性和响应能力。“我们的目标并非是长期运行，而是在问题出现时，我们能够做出正确的选择。”

这幅图展示了典型近地小行星（蓝色）与潜在危险性小行星（橙色）的轨道差异

泽布臣表示当前的正确选择就是制造一架能够探测和追踪近地天体的新太空望远镜。美国宇航局的喷气推进实验室将领导这一项目。他指出新望远镜最早将于2025年发射升空。不过，他强调这并非一个正式发射日期，具体发射时间取决于该项目能够获得多少资金。

这个新望远镜项目立基于一项名为NEOCam的计划。在行星防御领域，NEOCam计划的概念多年来一直在进行协商讨论。按照最初的建议，NEOCam是一项科学研究任务，但并没有获得经费以付诸实施。泽布臣表示：“这是我的职业生涯中办砸的事情之一。”

NEOCam的红外相机传感器

第一次讨论NEOCam提议时，这一计划还在科学研究的框架下，而不是行星防御。虽然两个框架都将目光投向小行星，但所需获得的信息截然不同。科学家希望获得统计样本，只希望了解小行星的总体状况，不需要观测每一颗小行星行星；防御则完全不同。该领域的专家希望精确了解小行星的方方面面，知道它们在哪里，要到哪里去。此外，他们还希望确定每一颗小行星的体积和结构。如果一颗小行星对地球安全构成威胁，这些因素将影响可能发生的撞击过程。

泽布臣表示新的预算制度解决了这个问题，让行星防御无需与科学研究竞争。他指出新望远镜项目将在NEOCam计划的基础上付诸实施。NEOCam植根于NEOWISE计划，后者是前天体物理学观测任务——广域红外探测器（WISE）任务的“转生”。2013年，NEOWISE望远镜开始将镜头对转小行星，迄今为止已发现数万块太空岩石，其中135块在地球附近出没。

广域红外探测器（WISE）

不过，NEOWISE“转行”成功是因为运气，而不是本身的设计，而运气迟早会被用光。在3月于德州伍德兰兹举行的月球与行星科学大会上，喷气推进实验室的NEOWISE项目首席研究员艾米·曼泽尔表示：“在探测小行星方面，NEOWISE望远镜的表现非常出色。不过，这架望远镜在设计上并非用于这一目的。不久之后，它就要走到生命的尽头。”

泽布臣表示NEOWISE任务预计于本世纪20年代中期结束。但他同时也强调这个时间表只是一种估计，NEOWISE的服役期可能超出预计。

艺术概念图，一颗小行星撞向地球

曼泽尔和同事用了8年时间研究如何从NEOWISE做对了的事项中吸取经验，同时还谋划一项专门监测小行星的继任者任务。也就是说，NEOWISE的继任者将继续对夜空进行热红外监测，以搜寻小行星踪迹。热红外监测技术允许科学家发现暗淡的小行星，相比之下，可见光观测则很难做到这一点。曼泽尔在3月指出：“有这样一个说法——我们为什么抢银行？因为银行有钱。具体到我们的监测，我们之所以在这种波长条件下搜寻小行星，是因为这是能量所在。”

NEOCam的设计有一些重大调整。它的新设计得益于近年来成像和电子技术的发展，其扫描夜空的速度远远超过NEOWISE。最为重要的是，这个装置将驻守在太空中的有利地点，也就是地球和太阳引力拖拽的平衡点。这一位置的温度远低于NEOWISE所在区域，意味着NEOCam无需携带冷却剂。一旦耗光冷却剂，NEOWISE将丧失测量一些关键波长的能力。

2013年，一颗陨石坠落车里雅宾斯克，导致数百人受伤

曼泽尔在提到NEOCam时表示：“它将安安静静地呆在太空中这个寒冷而黑暗的角落。”按照计划，NEOCam的主任务为期5年，但项目组认为其服役期可以延长一倍。从泽布臣的表态中，我们无法得知宇航局的新望远镜将在多大程度上延续NEOCam团队的设计。

泽布臣证实新望远镜的主任务将为期5年，条件允许的话，可以延长到10年。“寿命长”至关重要。1998年，美国国会命令宇航局在2020前锁定90%宽度至少达到469英尺（约合140米）的近地小行星，但政府没有提供足够资金帮助宇航局完成这一目标。鉴于当前环绕地球的小行星数量，科学家认为他们已经发现了大约30%处于这一大小范围的小行星。

科学家认为小行星袭击导致恐龙灭绝

随着新望远镜的服役，宇航局探测近地小行星的能力将大幅提升。新望远镜服役之初，所能发现的近地小行星数量将出现大幅增长。泽布臣表示5年内新望远镜将锁定65%目前尚未被发现的小行星，10年内完成90%的目标。

这些发现将对行星防御计划产生重大影响。泽布臣和宇航局局长吉姆·布里登斯廷指出行星防御计划不仅具有巨大的科学价值，同时也有巨大的社会价值。泽布臣说：“浩瀚的宇宙一次次提醒我们，行星防御必须是一项长期常规性任务。”

小行星撞地球艺术概念图

科学家给宇航局制造新望远镜的决定“点赞”，尤其是那些关注行星防御的科学家。麻省理工学院行星学家理查德·宾泽尔指出：“美国宇航局致力于监测小行星的做法是一项非常重要的举措，因为这关系到全人类的命运。我们现在终于可以依靠自身的学识而不是运气，去应对具有危险性的小行星了。”

科学任务理事会行星科学部门负责人罗里·格拉泽表示：“我认为这是一项巨大进步，这是我们长久以来便想付诸行动的事情。现在，我们已经做好前进的准备。”泽布臣说：“这是我耗费心血最大的一项计划。”新望远镜项目的启动让他非常兴奋。“这项任务终于可以飞天了！”

翻译：牛树军

编辑：Frank

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