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外星猎人“开普勒” 太空望远镜 因何退休?

外星猎人“开普勒” 太空望远镜 因何退休?

2013-08-28 11:45:31

  在经过数个月的努力后,近日,美国航空航天局宣布放弃修复开普勒太空望远镜。“开普勒”由此结束搜寻太阳系外类地行星的主要任务,但它仍可能被用于其他科研工作。美国航空航天局表示,将继续对“开普勒”过去4年搜集的数据进行分析,未来数年依然有望见到与“开普勒”有关的科学发现。

  ——外星猎人—— 共找到3000多颗太阳系外行星候选体

  “开普勒太空望远镜是美国航空航天局发射的首颗探测类地行星的探测器,用于搜寻太阳系外的类地行星。” 航天专家、《国际太空》杂志执行主编庞之浩研究员说,“开普勒”于美国东部时间2009年3月6日,从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地17-B发射台发射升空,任务期原定为3年半,但美国航空航天局去年4月宣布延长“开普勒”的工作寿命。

  开普勒太空望远镜通过凌日法探测太阳系外行星。“凌日”现象是指,当行星从其母恒星前飞过时会阻挡一部分恒星的光的现象。比如在地球上可以观测到水星凌日或金星凌日,这时人们看到太阳表面上仿佛有个小黑点在缓缓移动。同样,观测其他恒星系统时也会看到凌日现象,“开普勒”便是通过观测凌日深度(恒星亮度减弱的程度),计算出行星的大小。这就像人们看到远处有一只亮着头灯的汽车,当一只小虫从汽车前经过时,可通过光线变化推断虫子的大小一样。

  此外,它还可以测量凌日行星的公转周期,据此可大致计算出行星轨道大小;对于行星的母恒星,可以根据其光谱、光度等参数估算其质量,综合这些数据,可以推测一颗行星是否适合生命存在。

  “开普勒”观测的目标区域位于银河系中的天鹅座和天琴座一带,因为这个方向上的观测较少受太阳等天体影响,有利于持续观测。此外,这一区域内也存在较多的恒星及附属行星。

  庞之浩介绍,在过去4年多的时间里,开普勒太空望远镜一共找到了3277颗太阳系外行星候选体。在这3277颗太阳系外行星候选体中,最小的比地球还小,大的则比木星还大。现在已经确认了其中134颗,包括7颗位于宜居带的“超级地球”。

  “开普勒”的科研团队现在正在对这些年积累的数据进行发掘和分析,希望从中找到更多的太阳系外行星,尤其是那些位于宜居带的与地球大小相似的太阳系外行星。

  ——“退休”原因—— 4个飞轮坏了一半无法精确定位

  一直以来“开普勒”为人类探索和观测遥远星系做出了巨大的贡献,那么是什么原因使得它不得不“退休”了呢?

  庞之浩介绍说:“此次开普勒太空望远镜生病的‘症状’是它的姿态控制系统出现错误。这个太空望远镜采用的是三轴稳定方式,每个轴的方向都设置有一个反作用飞轮,用于控制其3个轴方向的姿态,另外还有1个备用飞轮。当‘开普勒’的姿态处于所要求的位置时,有一定转动惯量的飞轮保持匀速旋转(飞轮的动力来自卫星上的电源);如果‘开普勒’偏离所要求的位置,就可通过敏感器和控制线路使飞轮加速或减速,从而产生一个相反的力矩,使其回复到所要求的姿态位置。所以‘开普勒’有3个飞轮工作才能进行正确的姿态控制。”

  北京大学天文系教授吴鑫基说:“2012年7月,‘开普勒’的一个飞轮失效,而后,工程师们紧急调用备用的第四个飞轮替换失效的飞轮继续工作;今年5月,‘开普勒’另一个飞轮又失效了,使得它无法实现精准定位。面对这个问题,工程师们曾试图修复其中至少一个飞轮,但是没能成功。现在,‘开普勒’已不能继续提供收集科学数据所需要的定位精度,无法正常工作,因此它的价值也就大打折扣了。”

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