——NASA系外行星勘测任务为地球之问寻找答案
艺术概念图：TESS卫星在观察一颗被多个行星围绕着的矮恒星。图片来源：NASA官网
今日视点
本报驻美国记者 刘海英
宇宙浩渺，充斥亿万颗星辰。作为人类栖居的星球，地球或许是这亿万中最独特的一颗，但它是唯一的吗?茫茫宇宙，可还有像我这样的星?这是地球之问，更隐含着人类的期冀：在亿万星辰中找到另一个地球，探寻生命的初始与未来。
美国国家航空航天局(NASA)长期致力于对系外行星的搜寻勘测，从9年前的开普勒太空望远镜，到今天的凌日系外行星勘测卫星(TESS)，再到两年后的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)，巨额金钱与技术的投入，皆是为了给地球之问找一个答案。
开路的开普勒将功成身退
开普勒太空望远镜是NASA首个用于搜寻太阳系外类地行星的探测器，其于2009年3月6日发射，至今已默默飞行了9年。它使用凌日法，通过目标恒星视觉亮度的变化判定其是否有行星存在。2013年5月，开普勒太空望远镜发生了严重的机械故障，一个反应轮出现问题，使其无法稳定地保持原来的视野。无奈之下，NASA对开普勒任务进行了调整，将后续任务命名K2任务(意为开普勒第二阶段任务)，从2014年5月开始每3个月调整一次探测器视野，瞄向新的空域继续进行科学观测。
在9年时间里，开普勒太空望远镜取得了巨大的成功。NASA数据显示，在开普勒任务阶段，科学家确认了2343颗系外行星，其中体积不超过两个地球大小的宜居带行星有30个;而在K2任务阶段，科学家也确认了309颗系外行星。
随着时间流逝，开普勒太空望远镜的燃料行将耗尽，将在未来几个月内结束自己的使命。
接棒的TESS欲大显身手
作为开普勒太空望远镜的继任者，TESS同样使用凌日法进行勘测，但其勘测目标恒星的亮度要比开普勒任务目标恒星高30倍到100倍，所覆盖空域则至少是开普勒任务的350倍。
NASA为TESS设计了一个此前从未使用过的高地球轨道(HEO)，这个轨道的热稳定性更好，TESS所遭受的辐射也更小。依靠4个宽视场CCD相机，TESS拥有了一个24°×96°的开阔视场。任务期间，TESS将对26个24°×96°的空域(南、北半球各13个)逐一进行至少27天的勘测，最终在两年时间里完成对整个天空85%空域的勘测。
按计划，TESS将在第一年勘测北半天球，第二年勘测南半天球。NASA会从距离地球30光年到300光年之间的大约20万颗恒星中选取15000颗作为重点勘测目标。科学家们预计，他们会借助TESS发现大约2万颗新的系外行星，估计其中至少有50颗行星的体积与地球相似，而不超过两个地球大小的行星将达到500颗。
蓄势的韦伯或给出答案
作为系外行星“猎手”，TESS能在茫茫星海中找到系外行星，并帮助科学家确定这些行星的最基本情况，如大小、轨道，但这些系外行星的质量、大气成分、光谱特征等具体情况如何，它们中有没有像地球一样的星，则需要科学家们借助大型望远镜进行后续的跟踪研究才会找到答案。而计划于2020年发射的JWST，将是科学家进行后续研究的最有力工具。
JWST被称作下一代天文望远镜，由NASA、欧洲航天局和加拿大航空航天局联合研发，最初计划于2014年升空，但发射日期一再被推迟。尽管如此，全世界科学家仍对其寄予厚望，将其视作未来十年最重要的天文观测台。6.5米口径的主反射镜为JWST提供了强大的观测能力，将为科学家研究宇宙奥秘提供精确的观测数据。在TESS为科学家列出的系外行星列表中，有无像地球这样的星?相信科学家们借助JWST，会给出最终答案。