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一文读懂SpaceX“行星猎人”发射任务:寻找太空生命迹象
来源:互联网   发布日期:2018-04-19   浏览:178次  

导读:北京时间 4 月 19 日,SpaceX 猎鹰 9 号 火箭发射,成功将被誉为 行星猎人 的 NASA TESS 太空望远镜 送入太空。 TESS 被誉为 行星猎人 ,体积小巧,但功能强大。 它机身宽 1.5 米,安装了 4 个灵敏的摄像头,以探测行星穿过恒星时所产生的亮度变 ......

一文读懂SpaceX“行星猎人”发射任务:寻找太空生命迹象

北京时间 4 月 19 日,SpaceX 猎鹰 9 号 火箭发射,成功将被誉为 行星猎人 的 NASA TESS 太空望远镜 送入太空。

TESS 被誉为 行星猎人 ,体积小巧,但功能强大。

它机身宽 1.5 米,安装了 4 个灵敏的摄像头,以探测行星穿过恒星时所产生的亮度变化,能比开普勒太空望远镜发现更多的行星。TESS 的观测范围将被设定在距地球 200 光年的空间内,对约 20 万颗恒星进行观察。

一、 行星猎人 发射任务

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此次发射将在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地 SLC-40 发射台进行,搭乘 SpaceX 公司的 猎鹰 9 号 火箭。

TESS 也是 SpaceX 发射的首个 NASA 宇宙飞船,旨在帮助人类更加深入地洞察宇宙。在此次发射中,SpaceX 的主要任务就是把 TESS 送入太空。分离之后,猎鹰 9 号火箭第一节降落到停泊在大西洋的 我依然爱着你(Of Course I Still Love You) 号遥控船上。

对于 NASA 而言,发射 TESS 的主要任务就是搜索太空中那些离我们最近最亮的行星,最终为未来的太空望远镜尝试找到太空的其它生命迹象奠定基础。

TESS 将专注于距离我们不超过 300 光年的恒星,比开普勒望远镜的观测目标明亮 30 到 100 倍。由于这些目标恒星足够明亮,科学家将有能力使用光谱学来测定行星的质量、密度和大气成分。大气中是否存在水和其他关键分子,将向我们揭示行星是否适宜生命生存。

总体而言,对 SpaceX 来说,此次发射任务就是帮助 NASA 发射旨在搜索外太空、甚至是外太空的生物的 TESS 卫星。

据悉,TESS 总重只有 800 磅,美国航空航天局为此次发射向 SpaceX 支付了 8700 万美元。

二、什么是 TESS ?

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(一)定义

这颗卫星名全称为 凌日系外行星勘测卫星(TESS 的全称是 Transiting Exoplanet Survey Satellite) ,按英文缩写简称为 苔丝 (TESS)。TESS 的主要使命就是在今后两年内 扫描 超过 20 万颗太阳系外离地球 最近、最亮 的恒星,确认是否有行星围绕它们公转。TESS 卫星质量约为 350 公斤,体积小巧,但功能强大,宽约 1.5 米。

TESS 的绰号为 行星猎人 ,造价 3.37 亿美元,是开普勒宇宙飞船的继任者。在过去的八年时间中,开普勒宇宙飞船一直在尽可能多地搜寻太阳系外行星。NASA 预计,TESS 会发现 2 万颗系外行星,其中 500 颗以上 与地球一般大小 。TESS 将使用其四台广角相机扫描太空,探测范围是开普勒宇宙飞船的 400 倍,将专注于近地距离内的行星搜索。

TESS 由麻省理工学院和美国宇航局的戈达德太空飞行中心共同管理。

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(二)工作原理

TESS 卫星配置了 4 个广角摄像头,每隔两分钟就会追踪约 20 万颗行星,从而发现展露迹象的行星。4 台广角相机将为 TESS 提供一个覆盖全天 85% 的视场。在这片广阔的视野范围内,天空被划分成 26 块,TESS 将逐一观测。第一年的观测将绘制南天的 13 块天区,第二年将绘制北天的 13 块天区。TESS 和开普勒使用相同的系统来检测行星过境,或者在他们经过恒星前面时投下阴影。

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(三)TESS 任务的重要性

在过去 30 年的时间内,地球上以及在太空工作的宇航员通过开普勒望远镜之类的仪器,发现了 4000 颗左右的外星球,其中多数距离地球非常遥远。但如今,宇航员们认为,在我们生活的银河系中,行星的数量要超过恒星。TESS 因此将尝试发现那些离我们地球最近的行星,为下一代望远镜(例如詹姆斯-韦伯太空望远镜等)发现新目标奠定基础,从而为帮助人类找到可居住星球、甚至是可移居星球提供重要线索。

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(四)TESS 的目的地

TESS 将进入地球周围的高椭圆轨道,运行在一个被称为月球共振轨道P/2 的特殊的轨道上,绕地球轨道周期为 13.7 天,时间正好是月球绕地周期的一半。TESS 每隔 13.7 天就回到地球上方的 67000 英尺高空,并把数据传输给地面站。

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三、SpaceX 今年已执行的几次发射任务

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此次发射将是 SpaceX 今年执行的第八次发射任务,同时也是猎鹰 9 系列火箭的第 53 次发射任务。在此,我们先简要回顾一下 SpaceX 今年已执行的几次发射任务以及相关结果。

(一)第一次发射:失败

2018 年 1 月 8 日,SpaceX 利用猎鹰 9 号火箭帮助美国政府发射机密卫星,任务代号为祖玛(Zuma)。但祖玛在进入太空后与地下失去联系,并未按原计划进入近地轨道,使得 SpaceX 在 2018 年的首次火箭发射以任务失败而告终。对此 SpaceX 公司坚称,猎鹰 9 号火箭操作均准确无误,一切运转正常。至于为何没能把卫星祖玛放入轨道,他们表示运载的卫星具有机密性,不便发表评论。

(二)第二次发射:成功

2018 年 2 月 1 日凌晨 5 点 25 分,SpaceX 在佛罗里达州的卡纳维拉尔角,成功发射猎鹰 9 号火箭,并将 GovSat-1 卫星送上轨道。GovSat-1 卫星是一颗商业通讯卫星,由卢森堡政府和卫星运营商 SES 共同合作,并委托 SpaceX 发射。

(三)三次发射:成功

2018 年 2 月 7 日下午 3 时 45 分,猎鹰重型火箭在位于卡纳维拉尔角(Cape Canaveral)的肯尼迪航天中心 LC-39A 平台发射,按照既定轨道顺利升空。猎鹰重型火箭共有 3 枚一级火箭和 27 个引擎,发射时可产生约 227 万公斤的推力。其中,2 个火箭助推器完成过 2016 年猎鹰火箭的发射任务。火箭上搭载着 SpaceX 公司旗下的一辆特斯拉红色敞篷跑车 Roadster 升空。车座上还放置着一个假人模型,作为演示。车内设有摄像头,供实时拍照,监控车辆情况。

(四)第四次发射:成功

2018 年 2 月 22 日,SpaceX 在加利福尼亚州范登堡空军基地成功地发射了一枚 猎鹰 9 号 火箭,将其两颗互联网实验卫星 Microsat 2a 和 2b 送入轨道。此次发射的 猎鹰 9 号 火箭除了搭载自家的两颗互联网实验卫星,还把西班牙客户 Hisdesat 公司的 PAZ 卫星送入轨道,该卫星是西班牙首颗雷达观测卫星。

(五)第五次发射:成功

2018 年 3 月 6 日,SpaceX 在佛罗里达州卡纳拉尔角空军基地成功地发射了一枚 猎鹰 9 号 火箭,将西班牙卫星电视运营商 Hispasat 的 30W-6 卫星成功送入轨道。这枚火箭原计划于 2 月 25 日发射,但 SpaceX 在之前的一天临时宣布推迟发射,原因是需要对火箭整流罩需要进行更多测试。此次发射携带的 30W-6 卫星将成为 Hispasat 的第十一颗在轨卫星(与 5 年前相比翻了一番),这些卫星总计可提供 1250 多套电视和广播节目。

(六)第六次发射:成功

北京时间 3 月 30 日晚,太平洋时间 3 月 30 日上午,太空探索技术公司 SpaceX 成功的在美国加州圣巴巴拉县范登堡空军基地发射了一枚猎鹰 9 号火箭,此次发射将 10 颗下一代铱星通信卫星送入了近地轨道。

(七)第七次发射:成功

美国当地时间 4 月 2 日,SpaceX 成功将一枚载有约 2.63 吨(5800 磅)物资的猎鹰 9 号火箭发射升空,这也是 SpaceX 为 NASA 执行的第 14 次商业物资补给服务。此次发射在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角当地时间下午 4 点 30 分开始,火箭发射后顺利升空。

四、SpaceX 今年还有哪些关键任务

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今年 SpaceX 计划执行大约 30 次发射任务,试图再次打破 2017 年 18 次任务创下的记录。从目前的情况进展来看,SpaceX 每次发射火箭都在不断尝试新技术,追求新成果,因此每次发射都值得期待。以下就是今年 SpaceX 值得期待的几项关键任务。

(一)大概在 5 月 4 日,SpaceX 还计划再次发射一枚 猎鹰 9 号 火箭。

据称,SpaceX 此次将首次利用改进版的 Falcon 9 Block 5 火箭,可能是帮助孟加拉国执行 BANGABANDHU-1 任务。

(二)猎鹰重型火箭正式发射。

在经过多次推迟之后,猎鹰重型火箭有望于 6 月搭载少量的军用和民用卫星升空。如果事情进展顺利的话,这可能会创造新的世界纪录,比如最重的商业负载。6 月的发射将会携带一些有趣的载荷。你可能还记得 Lightsail,这艘太阳能飞船的原型曾在 2015 年试飞。而新版 Lightsail 将于今年发射,它由行星协会(Planetary Society)建造。比尔-奈(Bill Nye)是这个项目最直言不讳的倡导者之一。

(三)SpaceX 或尝试第一次整流罩水上着陆

在猎鹰重型火箭试射后,马斯克曾在新闻发布会上暗示,SpaceX 可能尝试第一次整流罩水上着陆。他说,SpaceX 预计将在未来 6 个月内尝试,但问题是这不再是一种引导着陆,而是在降落过程中,整流罩倾向于漂移着陆。

马斯克表示: 整流罩回收已经被证明是非常困难的。你打开降落伞,下面是个庞然大物,它会干扰降落伞的气流。我猜在接下来的 6 个月,我们将会搞明白如何在水上回收整流罩。我们有特定船只回收整流罩,它就像巨人捕手的棒球手套。 那将是一艘 大驳船 ,尽管还没有投入使用。在撞上水面之前回收降落的整流罩可能是另一个历史性壮举,它将进一步降低发射和回收的成本。

(四)卫星影像服务公司 Spaceflight 发射任务

SpaceX 计划于今年 7 月 26 日或 8 月,利用猎鹰 9 号火箭帮助卫星影像服务公司 Spaceflight 发射 SSO-A 任务。此次发射场为范登堡空军基地。

(五)SpaceX 今年计划的最后一个主要项目是新款龙飞船的载人飞行。马斯克在新闻发布会上说: 猎鹰 9 号和猎鹰重型 Block 5 之后,我们的所有精力将集中在载人飞船上。我们希望在今年年底之前能实现载人飞行,我想硬件将会准备就绪。

商业载人航天任务是商业航天工业的下一个重要领域,SpaceX 正与波音公司正进行激烈竞争,并希望获得利润丰厚的政府合同。但是,把真正的人类送上火箭(有时还会爆炸)并不是唯一的挑战,发射平台必须确保万无一失,任何可能导致失败的问题都需要解决。

据外媒的一些报道,SpaceX 原计划于 4 月率先进行一次龙飞船无人搭载飞行测试,然后再于 8 月进行首次载人飞行测试。预计在今年 12 月,SpaceX 将利用 F9 B5 火箭,在 KSC LC-39A 发射台发射龙二号飞船,搭载首位 NASA 宇航员,送入 LEO (ISS)轨道,历时 14 天后将这位宇航员送入国际空间站。。

与此同时,作为竞争对手的波音公司则计划于今年 8 月先进行无人搭载飞行测试,而载人飞行测试则安排在 11 月进行。

当然,SpaceX 是否能在今年完成上述壮举还取决于很多因素,但随着该公司火箭发射技术的越来越成熟,我们对此感到非常乐观。

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