寻找“地球2.0”( 二 )


他特别提出 , “地球2.0”项目使用的是中国长春辰芯自主研发的CMOS传感器 , 这一传感器噪声非常低 , “在国际上属于领先的光学探测器技术” 。
对“地球2.0”项目能否完成预定的科学目标 , 葛健信心满满 。 他给采访人员列了一道简单的算术题:“六个望远镜叠加 , 可以获得开普勒望远镜5倍的视场 , 再用非常低噪声的仪器 , 再获得超过开普勒2到3倍的观测深度 , 那么我们的搜寻能力就是开普勒任务的10到15倍 。 ”
据介绍 , 近二十年来 , 系外行星研究极速发展和关键技术逐渐成熟 , 尤其是“凌星法”和“微引力透镜法”观测 , 对小质量行星探测具有高度敏感性 。
“地球2.0”项目主要采用“凌星法” , 即当行星在经过主恒星与观测点之间的区域时 , 主恒星的亮度会像发生日食一样暂时降低 , 科学家们通过观测这种恒星周期性的暂时变暗现象 , 再结合其他的一些后随观测以及计算的方法 , 就可以比较准确地推测出是否存在系外行星、行星的大小、质量和密度等 。
考虑到“凌星法”难以观测凌星周期在1年以上乃至更长的行星 , 清华大学天文系系主任毛淑德提出 , 整体方案可以加入“微引力透镜法” , 其原理是遥远的星光在穿过系外行星系统时 , 受到行星的引力发生偏折放大 , 以此来探测系外行星 。
经过团队仔细研究 , 在原有方案基础上加一台微引力透镜望远镜 , 可以覆盖从轨道周期长达几年乃至自由空间的行星 , “我们就把这两个方案叠加到一起了 , 成为如今全新的方案 。 ”
项目时间
2029年可能会有早期发现
目前 , 来自国内外30多所大学和研究所200多位天文学家参与的卫星科学团队 , 已完成卫星项目的科学目标研究;来自中国科学院上海天文台等5所科研机构的100多位科研人员组成的卫星技术团队也已经完成载荷、超高精度导星和卫星平台的设计方案 。
但卫星的技术团队还要对两个关键技术进行攻关:卫星姿态超高稳定度控制和超高精度CMOS测光相机 。
葛健告诉采访人员 , 在卫星姿态方面 , 团队已完成卫星飞轮隔震系统的地面试验验证 , 将于今年4月开展在轨验证;在超高精度测光相机技术方面 , 已完成单探测器相机空间样机的实验室组装 , 正在开展性能测试 。
“项目一些关键技术 , 包括卫星平台的稳定性、探测器等 , 都是以中国的技术为核心去发展 。 ”他说 , 近二十年来中国航空航天技术越来越成熟 , 给中国科学家们提供了一个更高的平台 , 让他们可以提出更创新的科学载荷方案 , 去做前沿性的研究 。
【寻找“地球2.0”】根据项目时间表 , 2022年底前 , 团队将能够完成全部技术攻关和实验室验证 , 项目顺利立项后 , 2023年将着手进行卫星的建造工作 , 2026年底前将可以把卫星发射到预定轨道上 , 经过三到六个月的调试阶段 , 最早在2027年夏天可以开始目标搜寻 , “我们预计 , 开始搜寻两年后 , 即2029年可能会有些早期的发现 , 到第四年 , 即2031年将完成整个项目的基本任务 。 ”
“长期以来 , 欧美在光学空间系外行星探测方面表现出强大实力 。 我们希望通过这个项目打开新局面 , 让中国能在未来的国际空间系外行星领域引领世界 。 ”葛健告诉采访人员 , 团队进行过部分模拟 , 整个项目完成后 , 预计将能找到约5000个类地行星 , 约200个流浪行星 , 以及十几个“地球2.0” 。
科学探索
下一步寻找地外生命
中国科学界对“地球2.0”项目抱有极高的期待 。

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