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如何评价我国将启动「觅音计划」探索太阳系外宜居行星?

Pixabay / CC0

我们的太空

1、背景

在我们的宇宙中,在我们的银河系中,星辰灿烂,深邃迷人,这是一个巨大的包含至少 4000 亿颗恒星的银河系,我们的太阳就是其中之一。同时这每一颗恒星的周围都有不止一颗行星,而是一个个像太阳系这样的完整的行星系统。不难理解,光是在银河系中,系外行星的数量至少有上万亿颗!我们的家园地球的未来如何?我们这些人类向何处去?除了美国的旅行者 1/2 号之外,目前全球还没有国家能够探索太阳系边缘或者太阳系之外的宇宙,这个级别的航天探索是个极大的挑战。太空探索永无止境,国家在综合国力日益提升的情况下,越来越高度重视空间科学事业发展,“觅音计划”、“逐日计划”等一系列空间科学大项目应运而生!陆续获得国家批准,开始进行新的未知领域的探索,寻求空间科学领域的原始创新!

2、意义

2.1“觅音计划”的科学性 + 应用性的特点,无疑会起到带动空间科学飞速发展的作用。

2.2 可能是全世界第三个独立探索太阳系之外的深空探测国家,对实现我国在太空探索的领先地位有重大意义。

2.3 可以极大促进空间科学的发展,推动光学、控制论、动力学、航天精密测量、智能材料等多个领域的应用基础研究

但是由于之前深空探测的技术积累不是很多,而且目前实施的深空探测仅有嫦娥工程、探火工程,在工程实施中极具挑战性,困难很大。

3、内容

3.1 什么是“觅音计划”?

就是包为民等院士等极力推动,并获得批准的:以直接成像手段率先发现和认证太阳系外宜居行星并刻画其宜居性,同时对太阳系天体开展光谱巡天,揭示水的分布,以 0.01 角秒的空间分辨率开启中外红波段天文学观测的空间探测工程计划。

说直白点,就是在太空中放一个大望远镜(其实是一群小型无人探测器编队成的大望远镜),通过特殊的观测手段(中红外光谱的观测)寻找太阳系附近的宜居行星。

它是我国首次开展直接面向寻找水和生命的大型“千里眼型”巡天计划。

3.2 技术途径

简单的说就是:一枚大火箭发射一堆望远镜 --- 到达指定位置 --- 编队飞行 --- 观测 --- 数据回传分析!

详细的说:

发射一组“空间分布式合成孔径阵列”组成的望远镜,望远镜都将放置在太空的同一个位置,区别是观测不同波长的中红外光。

望远镜阵列携带有低噪音中红外波段探测仪,由一台大推力火箭将其送到太阳与地球的之间的平动点(即日地拉格朗日 L2 点)。

此后觅音望远镜阵列将在日地 L2 点的光环轨道(HALO)编队运行(组成类似于卫星上用的“合成孔径雷达”的大型阵列),在几乎不消耗燃料的情况下长期对太阳系附近天体进行观测,以期发现生命现象或者生存条件的证据。

4、基础

4.1 新一代大推力火箭,例如长征 9 号火箭;超大口径地面深空探测站等;

4.2 积累工程型号实施经验,例如完成探火星、探小行星等采样返回等重大工程任务。

4.3 中国科学院国家天文台、北京空间机电研究所、西安电子科技大学等诸多高校及科研机构先期启动的若干预研理论探索与实践。

5、计划

觅音计划采用历史悠久的“三步走”策略,整个工程任务分成了三个阶段。

第一阶段是关键技术攻关和方案深化阶段;关键技术包括:基于望远镜阵列的光学综合孔径技术、低噪声中红外探测技术、高灵敏高稳定深低温空间探测技术、天基成像平台多级系统高精度高稳构型控制技术、天基观测系统结构优化及数值模拟技术等。

第二阶段是实施在轨验证与先期编队、阵列空间探索;

第三阶段工程任务实施与长期在轨观测及数据处理工作。

整个计划 2030 年启动,2045 年正式发射开始观测。

觅音路,路漫漫,求索艰!!!期待 2030 年的觅音计划!加油吧,航天人!!!