8月15日消息，上周，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）退役了一艘已服役近15年的航天器NEOWISE（近地天體廣域紅外巡天探測(cè)器，Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer），并將在未來(lái)幾個(gè)月內(nèi)脫離軌道。這為該機(jī)構(gòu)的行星防御計(jì)劃畫(huà)上了重要的句號(hào)。服役期間該航天器發(fā)現(xiàn)了400顆近地小行星和彗星。
在近地軌道上，NEOWISE的紅外望遠(yuǎn)鏡掃描了整個(gè)天空23次，拍攝了數(shù)百萬(wàn)張圖片。它最初的任務(wù)是尋找來(lái)自星系、恒星和小行星的紅外輻射，后來(lái)專注于太陽(yáng)系內(nèi)的物體。
探索近地天體
廣域紅外巡天探測(cè)器（WISE，Wide-field Infrared Survey Explorer）于2009年12月發(fā)射，最初設(shè)計(jì)的任務(wù)期限為七個(gè)月。在WISE完成檢查并結(jié)束其主要的全天空天文巡天后，2011年，由于其冷凍氫冷卻劑耗盡導(dǎo)致紅外探測(cè)器的靈敏度降低，NASA將航天器置于休眠狀態(tài)。但天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，紅外望遠(yuǎn)鏡仍能探測(cè)到靠近地球的物體，因此NASA于2013年重新激活了這一任務(wù)，進(jìn)行了另外十年的觀測(cè)。
這一重啟的任務(wù)被更名為NEOWISE。其目的是利用航天器的紅外望遠(yuǎn)鏡來(lái)探測(cè)那些飛行軌跡靠近地球的微小行星和彗星。
“我們從未想過(guò)它能持續(xù)這么長(zhǎng)時(shí)間，”來(lái)自亞利桑那大學(xué)和加州大學(xué)洛杉磯分校的NEOWISE首席研究員艾米·梅因策爾（Amy Mainzer）表示。
8月8日，位于加利福尼亞的NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的地面控制員向NEOWISE航天器發(fā)送了最后的命令。目前，該航天器位于大約350公里高的軌道上，正在因大氣阻力逐漸脫離軌道。NASA預(yù)計(jì)，由于太陽(yáng)活動(dòng)增強(qiáng)導(dǎo)致的高層大氣膨脹，探測(cè)器將在今年年底前重新進(jìn)入大氣層并燒毀，比預(yù)期提前幾個(gè)月。該衛(wèi)星沒(méi)有自己的推進(jìn)系統(tǒng)來(lái)將其推升至更高的軌道。
梅因策爾說(shuō)：“太陽(yáng)已經(jīng)非常安靜很多年了，但現(xiàn)在它開(kāi)始重新活躍起來(lái)，這是放手的正確時(shí)機(jī)?！?/p>
迄今為止，大多數(shù)已探測(cè)到的近地天體都是通過(guò)地面望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的。但使用太空望遠(yuǎn)鏡有其優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榈厍虼髿鈱游樟藖?lái)自諸如小行星這類微弱天體的大部分紅外能量。
梅因策爾說(shuō)，使用地面望遠(yuǎn)鏡的天文學(xué)家“主要看到的是反射在天體表面反射的陽(yáng)光?！盢EOWISE則能測(cè)量來(lái)自小行星的熱輻射，為科學(xué)家提供了它們的大小信息?！拔覀儗?shí)際上可以通過(guò)相對(duì)較少的紅外測(cè)量得到相當(dāng)好的尺寸估計(jì)?！?/p>
NEOWISE上的望遠(yuǎn)鏡在尺寸上相對(duì)較小，主鏡直徑為40厘米，不到詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（James Webb Space Telescope）的1/16。但其廣闊的視野使NEOWISE能夠搜尋天空中的紅外光源，非常適合研究大量的物體。這項(xiàng)任務(wù)最著名的發(fā)現(xiàn)之一是一顆正式命名為C/2020 F3的彗星，更廣為人知的名字是NEOWISE彗星，該彗星在2020年甚至肉眼可見(jiàn)。隨著彗星逼近地球，像哈勃這樣的大望遠(yuǎn)鏡能夠進(jìn)行更近距離的觀察。
NASA科學(xué)任務(wù)理事會(huì)副主任尼古拉·?？怂梗∟icola Fox）表示：“NEOWISE任務(wù)取得的成功非同凡響，它通過(guò)跟蹤可能對(duì)地球構(gòu)成威脅的小行星和彗星，幫助我們更好地理解我們?cè)谟钪嬷械奈恢?。?/p>
宇宙中有什么?
根據(jù)近地天體研究中心的數(shù)據(jù)，WISE的原始任務(wù)和NEOWISE的延伸調(diào)查共發(fā)現(xiàn)了366顆近地小行星和34顆彗星。其中64顆被歸類為潛在危險(xiǎn)小行星，這意味著它們距離地球不到748萬(wàn)公里（0.05天文單位/地日平均距離），且直徑至少為140米。這些是天文學(xué)家希望發(fā)現(xiàn)并跟蹤的對(duì)象，以預(yù)測(cè)它們是否有與地球相撞的風(fēng)險(xiǎn)。
目前已知有潛在危險(xiǎn)的小行星大約有2400顆，但還有更多潛伏在外。太空望遠(yuǎn)鏡搜尋這些小行星的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是它們可以全天候觀測(cè)，而地面望遠(yuǎn)鏡只能在夜間進(jìn)行觀測(cè)。像2013年在俄羅斯車?yán)镅刨e斯克上空爆炸的危險(xiǎn)小行星，就是從太陽(yáng)方向接近地球的；太空望遠(yuǎn)鏡更有可能發(fā)現(xiàn)這類小行星。
WISE及其延伸任務(wù)NEOWISE幫助科學(xué)家估計(jì)，大約有25000顆近地天體。
梅因策爾說(shuō)：“NEOWISE發(fā)現(xiàn)的天體絕大多數(shù)都非常暗淡，這些都是地面望遠(yuǎn)鏡更可能遺漏的對(duì)象?！薄斑@反過(guò)來(lái)又讓我們對(duì)真正存在的數(shù)量有了更好的了解?！?/p>
2010年，借助WISE任務(wù)的原始全天巡天數(shù)據(jù)，科學(xué)家宣布他們已發(fā)現(xiàn)90%以上直徑大于1公里的近地天體。如果這些天體中的任何一個(gè)撞擊地球，都將產(chǎn)生全球性的影響。
2005年，美國(guó)國(guó)會(huì)要求NASA至少發(fā)現(xiàn)90%直徑為140米的近地天體，這些天體可能在區(qū)域范圍內(nèi)造成破壞。到目前為止，天文學(xué)家已發(fā)現(xiàn)大約43%的這類天體。新探測(cè)器“近地天體巡天望遠(yuǎn)鏡”（NEO Surveyor），計(jì)劃于2027年發(fā)射，以在NEOWISE的工作基礎(chǔ)上進(jìn)一步探索。NEO Surveyor設(shè)計(jì)用于在五年內(nèi)發(fā)現(xiàn)三分之二的140米級(jí)近地天體，并在發(fā)射后的十年內(nèi)找到90%的這類天體。
梅因策爾說(shuō)：“有了NEO Surveyor，我們真正關(guān)注的是那些最有可能頻繁接近地球的天體群。”梅因策爾也是NEO Surveyor的首席科學(xué)家。
據(jù)了解，這個(gè)探測(cè)器將圍繞被稱為L(zhǎng)1、距離地球約150萬(wàn)公里的拉格朗日點(diǎn)運(yùn)行。在這個(gè)特殊的位置，地球和太陽(yáng)的引力相互抵消，使得探測(cè)器能夠穩(wěn)定地保持在這個(gè)點(diǎn)附近。
耗資16億美元的NEO Surveyor任務(wù)將比NEOWISE擁有更寬的鏡面和更多的探測(cè)器，從而提高其檢測(cè)小行星的靈敏度。
新任務(wù)的觀測(cè)站點(diǎn)遠(yuǎn)離地球，以最大限度減少來(lái)自地球熱輻射的干擾。NEO Surveyor還將配備更好的觀察角度和遮陽(yáng)板，使得航天器能將其鏡面轉(zhuǎn)向太陽(yáng)，尋找地面望遠(yuǎn)鏡無(wú)法觀測(cè)到的小行星。
梅因策爾說(shuō)：“通過(guò)隱藏在這個(gè)高大的遮陽(yáng)板后面，我們有機(jī)會(huì)旋轉(zhuǎn)并向陽(yáng)光方向觀察，這是NEOWISE無(wú)法做到的，因?yàn)樗恼陉?yáng)板非常小?！?/p>
JPL的工程師們正在準(zhǔn)備組裝NEO Surveyor航天器，Teledyne成像傳感器公司正在為該任務(wù)生產(chǎn)相機(jī)芯片。
“距離發(fā)射還有三年多的時(shí)間，”梅因策爾說(shuō)?！八晕覀儸F(xiàn)在正處于制造所有硬件的繁忙階段。望遠(yuǎn)鏡目前就在噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，準(zhǔn)備進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)以測(cè)試是否能夠聚焦。望遠(yuǎn)鏡的面板和儀器外殼也都在JPL?！?/p>
對(duì)于像梅因策爾這樣的科學(xué)家來(lái)說(shuō)，即將到來(lái)的新任務(wù)前景也讓關(guān)閉NEOWISE任務(wù)不再那么令人遺憾。
梅因策爾表示：“參與這個(gè)項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)非常敬業(yè)，他們堅(jiān)持到了最后?！薄皩?shí)際上，這并不是一個(gè)悲傷的結(jié)束。這是一個(gè)非常美好的結(jié)束，因?yàn)槲覀儷@得了大量數(shù)據(jù)，催生了許多偉大的科學(xué)成果，也催生了另一項(xiàng)任務(wù)。所以我感到非常高興。我們沒(méi)有留下任何遺憾。”
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