人类首个行星防御措施!NASA决定建造新型太空望远镜探测近地

2019-11-07 16:47:46
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(照片:nasa/jpl-caltech)

在寻找潜在危险小行星的战斗中,地球将很快失去一件关键武器,但是美国宇航局已经决定资助定制一种替代工具。

美国国家航空航天局希望建造一台能够用红外线探测天空的太空望远镜,因为这是识别和跟踪地球附近小行星计划的一项非常紧迫的发展。探测近地小行星的活动是行星防御的基石,因此美国宇航局科学任务委员会在其预算中为行星防御设立了一项特别基金。美国宇航局9月23日宣布,本财年将为该基金拨款1.5亿美元。

科学任务委员会副主任托马斯·祖布钦(Thomas zurbuchen)在华盛顿行星科学咨询委员会最近的一次会议上表示,这个预算项目旨在提高行星防御的灵活性和反应能力。“我们的目标不是一劳永逸,而是在不寻常的事情发生时做正确的事情,”他说。

祖布钦说,目前,正确的做法是建造一台能够探测和跟踪近地天体的新太空望远镜。该项目将在美国宇航局喷气推进实验室的指导下进行。他还表示,新工具最早可能在2025年推出,但他强调,2025年不是官方的目标日期,推出时间将取决于该项目获得多少资金。

新计划主要基于一个名为新保守主义的项目,这是行星防御团体讨论了多年的任务概念。在此之前,新保守主义被正式提出作为一项科学任务,但它并没有被选为资助对象。zurbuchen最近称当时的决定是“我工作中犯的最大错误之一”。

当新保守主义计划首次被讨论时,它被认为是一个科学计划,人们并没有从行星防御的角度来看待它。尽管科学和行星防御观点都对小行星感兴趣,但它们需要不同类型的信息。科学家想要的是一个统计样本:他们不需要看到每颗小行星,他们只想更好地了解小行星的整体情况。

但是行星防御专家不同于科学家:行星防御专家需要看到每一个被感知的天体,并知道它们的确切位置和下落。理想情况下,科学家还应该知道每个天体的大小和结构,因为如果小行星确实对地球构成威胁,这些因素将决定天体的撞击力。

幸运的是,zurbuchen最近说,新的预算系统已经解决了这个问题,行星防御将不再受科学框架的限制。他还证实,新的美国宇航局望远镜将尽可能根据新卡姆项目进行。

neocam项目本身源于neowise项目,该项目是前天体物理学任务“宽视场红外探测探测器”的后续行动。2013年,该望远镜将其观察焦点转向小行星,并将其名称改为neowise。从那以后,望远镜发现了成千上万块太空岩石,其中135块在地球附近运行。

然而,neowise探测小行星的成功是由于运气,而不是它自己的设计。现在,它的运气不多了。今年3月在得克萨斯州伍德兰举行的月球和行星科学会议上,美国宇航局喷气推进实验室近地任务前首席研究员艾米·迈因泽(amy mainzer)在媒体吹风会上表示:“事实证明,它非常擅长捕捉小行星,但捕捉小行星不是它的设计目的,它的寿命即将结束。”

Zurbuchen表示,neowise的任务预计将于2020年年中结束,但他强调,这只是一个估计时间,仪器可能会有更长的使用寿命。

Mainzer和她的同事花了八年时间思考如何利用neowise的遗产建立一个专门寻找小行星的后续任务,这意味着后续任务将继续通过热红外线(热红外线是小行星在太阳辐射照射下发出的热量)观察宇宙。这项技术将使科学家能够发现反射性小行星和昏暗的小行星,这是对依靠可见光的探测方法的改进,因为如果仅仅依靠可见光很难找到昏暗的小行星。

“我们有句老话,‘为什么我们要抢劫银行?因为钱在银行里。"现在,我们正在这些波长中寻找小行星,正是因为能量在这些波长中. "

然而,新保守主义项目的设计有一些关键的变化。由于多年来照相机和电子设备的发展,它可以比近地扫描天空更快。

最重要的是,这个装置将被放置在一个可以保持地球和太阳重力平衡的地方。这个位置比近地位置冷得多,这意味着新卡姆项目不需要运载冷却剂。(当neowise耗尽冷却剂时,仪器失去了测量几个关键波长的能力。)

谈到新保守主义项目,迈因泽说:“它只会停留在太空中寒冷黑暗的地方。”项目主要任务的设计寿命为5年,但团队认为实际寿命可以延长两次。仅根据zurbuchen最近的评论,目前还不清楚nasa的新任务将在多大程度上严格遵循新卡姆团队制定的规范。

然而,zurbuchen证实,新项目的主要任务将持续5年,可能会延长至10年。这种长寿命非常重要:1998年,国会要求美国宇航局在2020年前识别90%的直径至少为469英尺(140米)的近地小行星,但政府没有提供太多资金来帮助实现这一目标。考虑到目前对地球周围小行星数量的估计,科学家认为他们已经发现了这个大小范围内大约30%的天体。

新宣布的任务将大大增加这个数字,特别是在任务的早期阶段,当望远镜使用升级功能时。Zurbuchen说,该仪器将能够在五年的工作时间内找到剩余的65%的天体。如果任务寿命延长,它应该能在10年内找到90%的近地小行星。

zurbuchen指出,这些探测器是行星防御的一个非常重要的补充,他和美国宇航局局长吉姆·布里登斯汀都认为这是科学和社会价值的一个重要交汇点。“在这一主题下,空间会不时提醒我们,从历史和地质时间尺度来看,行星防御是我们必须经常关注的问题,”祖布钦说。

对于关心行星防御的科学家来说,新的预算和nasa建造新的太空望远镜来支持行星防御的决定无疑是两个好消息。麻省理工学院行星科学家理查德·宾泽尔(Richard binzel)在一封电子邮件中表示:“对于任何关心人类命运的人来说,美国宇航局发射天基小行星勘测的决心无疑是向前迈出了一大步。这不同于以前仅仅依靠运气。我们最终可以依靠知识来面对危险的小行星。”

在最近的一次会议上,美国宇航局的工作人员证实,这是他们一段时间以来一直想采取的行动。科学任务局行星科学部主任洛里·格拉斯(Lori glaze)说:“我认为这是向前迈出的一大步。这是我们一直想做的。似乎我们终于可以说,我们已经准备好继续前进了。”

祖布钦重申了这一观点:“这是我投入大量精力的项目。”他很高兴这个项目最终能够顺利实施:“让这个任务迅速展开!”


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