中国2030年实施“觅音计划” 寻找第二个地球

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  无垠的太空中是否有适合人类移居的星球?它会在哪里?为解开这个谜团,中国航天“官宣”将于2030年左右展开“觅音计划”,寻找太阳系以外的“第二个地球”。“觅音计划”有什么内容?

“觅音计划”探测器运作于地球150万公里外

中国航天科技集团总经理袁洁毕业于国防科技大学的“飞行器系统工程”专业,曾参加多型号火箭的研制;他在2019年首次披露“觅音计划”。(网上图片)

  “觅音”是“寻觅知音”的意思,名字让人充满想像。它为中国首个公开的太阳系外行星探测规划,最早是中国航天科技集团总经理袁洁于2019年12月一场公开课上所披露。至2022年12月下旬,中国航天科技集团“官宣”该计划在2030年左右实施。

  “觅音计划”主旨是寻找太阳系外适宜人类居住行星,有人或会想到,这是不是中国版的“旅行者号”?“旅行者号”是美国研发的深空探测器,有1号和2号两个,1977年8月和9月先后发射。

  其中“旅行者1号”飞过木星和土星后,于2013年确认已飞出太阳系,成为第一个离开太阳系的飞行器。

“旅行者1号”和“觅音计划”运作方式不同,不能混为一谈。美国的“旅行者1号”虽然已40多岁“高龄”,但部分功能目前依然正常运作。图为“旅行者1号”。(网上图片)

  但“觅音计划”与“旅行者1号”并不相同。具体而言,“觅音计划”是用研发之中的大推力火箭,把多个太空望远镜发射到“第二拉格朗日点”(L2),并绕着该点运行。

  “L2”是五个“拉格朗日点”之一,距离地球约150万公里(大约是地球与月球之间距离4倍)。因为太阳、地球两大天体引力作用,太空望远镜在这位置能保持相对静止,也就是可在几乎不消耗燃料的情况下长期工作。

“觅音计划”由多个望远镜组成大型阵列

非常特殊的“拉格朗日点”其实一共有5个(L1至L5),其中“L2”是太空望远镜的最佳工作地点,“觅音计划”的太空望远镜亦将飞到这里。(网上图片)

  “L2”也是非常理想的红外观测位置,因为太空望远镜在该点将保持背向太阳和地球的方位,可以有效阻挡阳光和来自地球、月球的红外线干扰;“觅音计划”的太空望远镜,正是以中红外波段作观测。

  “觅音计划”的多个太空望远镜抵达“第二拉格朗日点”后,便会编队飞行形成阵列,透过“括空间分布式合成孔径阵列望远镜技术”和计算,令其达到大口径望远镜的实际效果。有报道称,这些望远镜能对目标“实施等效300米口径衍射极限空间分辨率”。

中国航天的新一代火箭,将比目前的“胖五”有更大运载力,是实现“觅音计划”的其中一个关键。图为有“胖五”之称的长征五号火箭。(网上图片)

  而它的中红外波段探测仪,能用直接成像手段,对目标星球展开光谱观测,了解其大气,特别是水、氧气、二氧化碳等生命信息成分,以此发现和认证该星球的宜居性。

  已故理论物理学家霍金曾说,下一个千年人类要继续繁衍下去,向外太空移民将是唯一出路。或许,“觅音计划”找到的“第二个地球”,在遥远的未来会是人类移民目的地。

  “觅音计划”望远镜亦会对太阳系内天体开展光谱探测,以掌握太阳系水成分分布和迁移过程,为地球宜居条件形成、演化及地球生命起源提供线索。

“觅音计划”“巡天”“中国天眼”组观测三剑客

“觅音计划”的太空望远镜与“巡天”定位不同,工作地点亦不同。图为网上流传的“巡天”想像图,但相信与实物有相当差别。(网上图片)

  另外,和中国航天很多重要工程一样,“觅音计划”也会采用“三步走”策略,第一和第二步包括阵列光学综合孔径技术、天基观测系统结构优化等关键技术攻关,以及科学先期探索与在轨验证。而第三步就是工程任务实施、长期在轨观测及数据处理。

  “觅音计划”展开后,中国将拥有贵州500米口径“中国天眼”射电望远镜,以及太空中“巡天”、“觅音”的“三剑客”,探索宇宙的实力再上一个台阶。

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未来“觅音计划”的望远镜,将与美国“韦布”太空望远镜成为“邻居”。图为“韦布”太空望远镜。(网上图片)

  顺带一提,“觅音计划”与计划于2023年发射的“巡天”太空望远镜有很多不同,“巡天”是在近地轨道运行的,观测包括近紫外、可见光到近红外等波段;它用来探索宇宙的基本问题,例如宇宙由什么物质构成,又是如何演化的。

  美国2021年发射的“韦布”(或译韦伯)太空望远镜,与“觅音”一样在“L2”工作,但两者分别亦很大。

  “韦布”属“大块头”设计,由18片折叠的镜片展开组合而成,而“觅音计划”则是用多个编队飞行小型望远镜联合组成;“韦布”主要观测近红外波段,用于观测宇宙的“过去”,探索宇宙起源;“觅音”则是研究行星宜居性,重点是人类发展的未来。

 

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