作者:冯丽妃 来源:中国科学报 发布时间:2014/9/11 9:03:45
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系外行星探测的中国机遇:太空尚无中国专项卫星

 

■本报记者 冯丽妃

系外行星探测正在成为热点。

1995年,28岁的奎洛兹和米歇尔·麦耶共同发现了第一颗系外行星“飞马座51”,揭开了当代系外行星探测的序幕。如今,美欧等纷纷设置专项空间探测任务,发射系外行星探测卫星等进行攻关。

然而,太空中至今尚无一颗来自中国的系外行星科学探测专项卫星。

“希望中科院部署的系外类地行星探测计划(STEP)可以尽快打破这一局面。”中科院国家空间科学中心主任吴季在接受《中国科学报》记者采访时说。

国际:探测专项千帆竞发

在中科院国家空间科学中心与国际空间科学研究所北京分部(ISSI-BJ)近日共同举办的一次地外行星探测论坛上,国内外专家座无虚席。

来自意大利国家天体物理研究所的天文学家亚历山德罗·苏塞提介绍了欧空局(ESA)的10亿颗恒星观测卫星——“盖亚”号(Gaia)的工作进展。

该卫星于2013年12月发射,其任务是绘制最精确的银河系星图,并对银河系内数以十亿计的恒星位置、距离与运动状态进行精确测量。Gaia将在5年的时间内,对十亿颗恒星中的每一颗平均扫描70次左右。

“尽管调试阶段发现了一些未曾预料到的问题,如光学仪器上的冰冻导致望远镜传播暂时减弱,但它现在已经开始了5年观测征程。”苏塞提说。

随着系外行星探测与研究成为国际学术界的前沿热点,美国宇航局(NASA)、ESA等机构一反常态地连续密集地部署了多个系外行星探测卫星计划。如NASA的凌日系外行星探测卫星(TESS)、花朵形状的遮星板(STARSHADE)航天器、ESA的系外行星特征卫星(Cheops)、“柏拉图计划”(Plato)等探测任务。

“进行系外行星探测与研究,除了解系外行星的形成、构造等问题外,一点点地寻找人类关心了上千年的生命起源、类地行星、系外生命等问题也是重要的科学目标。”瑞士天文台台长、Plato项目重要负责人斯蒂芬·尤迪对《中国科学报》记者说。

去年底,瑞士还筹建了系外行星探测研究大型卓越科学中心。Cheops项目负责人威利·本兹说:“卓越中心的特色是多学科交叉,集合了地面、空中观察与实验室研究,资助时间超过10年,资金达到1亿欧元。”

国内:千呼万唤始出来

然而,对于中国来说,系外行星探测这颗种子刚萌芽。

在空间科学任务设计方面,中国是一个迟到者,直到2001年,空间中心主导的“地球空间双星探测计划”(以下简称双星计划)启动,才使我国首次把明确的空间科学问题列入专项卫星任务。

“作为发展中国家,当时我国只有十分有限的资金支持,在很长时间内,我们都没有单独申请支持科学探索的空间类项目。”吴季说。

如今,曾经的路线图正在走进现实。“十二五”期间,中科院 “空间科学战略性先导科技专项”部署了包括硬X射线调制望远镜卫星、量子科学实验卫星、暗物质粒子探测卫星、实践十号返回式科学实验卫星在内的四项空间探测卫星项目。

面向下一个五年计划,该先导专项还部署了包括STEP在内的8项空间科学背景型号项目。STEP项目负责人、空间中心研究员陈鼎告诉《中国科学报》记者,目前,项目设计工作已经完工,而加工还需要一个过程。“它的重量仅有900公斤,适用于所有距离在50光年范围内的宿主恒星,同时还可以获取行星质量和三维轨道信息。”陈鼎说。

未来:在开放中成长

系外行星探测与研究是一个新学科,中国尽管起步晚,却仍有许多机遇。

“这个领域是开放的,很小的投资就可以获得较多的回报,是一个非常容易跳进来的领域。”美国加州大学天文与天体物理学教授林潮告诉记者,“中国有希望迎头赶上,但最重要的是能否找到一些最好的研究问题,做到在概念上、技术上以及行政管理上的创新。

奎洛兹表示,中国正在向发达国家转变,而一个国家足够富裕的时候,科学是唯一的发展道路。“科学发现不能光看今天有没有用,或许未来它会改变世界,就像30年前互联网出现的时候,我们并不知道它会颠覆我们的生活。”

“不断认识系外恒星家族以及了解它们的家族成员之间的相互作用,还可以帮助我们进一步认识太阳系。”尤迪说。而且,探测系外行星的过程同样是促进空间科学技术飞速发展的过程,“比如相关研究可以帮助科学家进一步认识空间物体的运行速度,未来帮助躲避或收集太空碎片”。

在竞争中合作,在开放中共享,这是当前空间科学发展的需求。专家表示,当前空间科学的发展技术越来越高,项目规模越来越大,仅靠单个国家的科技与经济力量已经走到极限,而合作可以节省资金,共享可以检验已有成果,无疑是“双赢之道”。“对于中国来说,我们同样需要开放的工程、开放的论坛、开放的对话,在开放中成长。”吴季说。

《中国科学报》 (2014-09-11 第1版 要闻)
 
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