茫茫宇宙中,迄今所知唯一擁有生命的行星——地球,是不是唯一孤獨(dú)的存在?在遙遠(yuǎn)的宇宙深處,真的有“流浪地球”嗎?
面對(duì)人類亙古追問,來自中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)、微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、上海技術(shù)物理研究所、西安光學(xué)精密機(jī)械研究所和中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的100多位科研人員,在中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)項(xiàng)目“地球2.0”支持下,擬對(duì)銀河系類地行星進(jìn)行“普查”,目前正在開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。
“地球2.0”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)葛健教授說:“我們的核心目標(biāo),是發(fā)現(xiàn)位于不同軌道上的大量類地行星樣本,包括發(fā)現(xiàn)第二個(gè)‘地球’(即‘地球2.0’)——處于類太陽恒星的宜居帶內(nèi)、地球大小(0.8-1.25地球半徑)的行星;旨在解答三個(gè)基本問題,‘地球2.0’在宇宙中有多普遍?地球是如何形成和演化的?‘流浪地球’又是如何起源的?”
葛健介紹,作為宇宙中最基本的天體之一,行星是生命和文明的搖籃,對(duì)行星的探測(cè)及其形成演化的研究,承載著人類渴望揭開生命起源和尋求地外生命的強(qiáng)烈愿望。近20年來,系外行星研究極速發(fā)展和關(guān)鍵技術(shù)逐漸成熟,已經(jīng)將人類推到了發(fā)現(xiàn)“第二個(gè)地球”的關(guān)鍵路口。尤其是“凌星法”和“微引力透鏡法”觀測(cè),對(duì)小質(zhì)量行星探測(cè)具有高度敏感性。
“地球2.0”項(xiàng)目將首次結(jié)合這兩種先進(jìn)的觀測(cè)方法,自主研制6臺(tái)30cm口徑、500平方度廣角凌星望遠(yuǎn)鏡和1臺(tái)30cm口徑、4平方度的微引力透鏡望遠(yuǎn)鏡,通過搭載在科學(xué)衛(wèi)星上,發(fā)射到日-地拉格朗日L2點(diǎn)處,利用超大視場(chǎng)和超高精度的光學(xué)測(cè)光,對(duì)銀河系內(nèi)類地行星進(jìn)行大規(guī)模普查。
據(jù)葛健介紹,來自國(guó)內(nèi)外30多所大學(xué)和研究所200多位天文學(xué)家參與的衛(wèi)星科學(xué)團(tuán)隊(duì),目前已完成衛(wèi)星項(xiàng)目的科學(xué)目標(biāo)研究;衛(wèi)星的技術(shù)團(tuán)隊(duì)也已經(jīng)完成載荷、超高精度導(dǎo)星和衛(wèi)星平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案。
除此之外,衛(wèi)星工程方案中還有兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)需要攻關(guān):衛(wèi)星姿態(tài)超高穩(wěn)定度控制和超高精度CMOS測(cè)光相機(jī)。在衛(wèi)星姿態(tài)方面,團(tuán)隊(duì)已完成衛(wèi)星飛輪隔震系統(tǒng)的地面試驗(yàn)驗(yàn)證,將于今年4月開展在軌驗(yàn)證;在超高精度測(cè)光相機(jī)技術(shù)方面,已完成單探測(cè)器相機(jī)空間樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)室組裝,正在開展性能測(cè)試?!拔覀兿M陉P(guān)鍵技術(shù)完成攻關(guān)并得到驗(yàn)證以后,‘地球2.0’項(xiàng)目能順利進(jìn)入工程立項(xiàng)。”葛健說。
迄今為止,人類還沒有發(fā)現(xiàn)一個(gè)“地球2.0”。但天文學(xué)家確信類地行星(包括“地球2.0”)的存在,而且存在于非常廣大軌道范圍,從灼熱的恒星附近一直到極寒的太空。通過開普勒望遠(yuǎn)鏡,天文學(xué)家在一些較安靜亮星周圍,已經(jīng)找到了300多個(gè)軌道短(少于20天)、但大小與地球類似的固體行星。