2021年接近尾声,但对天文学来说,有些事情才刚刚开始。
12月26日,神舟十三号航天员乘组在轨开展第二次出舱活动。航天员翟志刚、叶光富进行舱外作业,航天员王亚平在舱内配合支持。25日,美国建造的詹姆斯·韦伯空间望远镜从法属圭亚那库鲁航天中心发射升空并顺利入轨。
据美国国家航空航天局介绍,韦伯空间望远镜是该机构迄今建造的最大、功能最强的空间望远镜,由美国航天局与欧洲航天局、加拿大航天局联合研究开发,被认为是哈勃空间望远镜的“继任者”。韦布空间望远镜将观测135亿多年前宇宙中第一批恒星是如何诞生的,以及第一批星系怎样形成的。预计该望远镜在2022年6月底前可正式“上岗”。
在地球表面,被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜也成果斐然。2021年12月中旬的数据显示,目前利用FAST望远镜观测产生的科学成果不断涌现。FAST已发现509颗脉冲星,是世界上所有其他望远镜发现脉冲星总数的4倍以上。目前基于FAST数据发表的科研论文已超过120篇,引用590余次。
三款最令人期待的太空观测平台
除了前述韦布太空望远镜外,未来几年,还有几款史诗般的天文仪器会逐一升空,从多个角度为我们揭开宇宙的神秘面纱。英国《新科学家》杂志网站在近日的报道中,为我们揭示了有望在2034年前发射的三款最令人期待的太空观测平台。
“柏拉图”系外行星搜索平台
预计发射日期:2026年
欧洲空间局(ESA)的“行星凌日与恒星振荡(PLATO,柏拉图)”太空望远镜将搜索100万颗太阳系外的恒星,探测并表征绕这些恒星旋转的行星,高精度地测量这些系外行星的半径范围、质量和年龄。
科学家们此前也发射过类似的系外行星“猎手”,但这些望远镜只能看到离恒星很近的行星,而“柏拉图”的“目光”会在每颗恒星上停留更长的时间,因此有机会探测到距离恒星更远、轨道周期更长的行星。
此外,“柏拉图”的特别之处在于,它专注于在系外恒星系统的宜居区搜索岩石系外行星的“蛛丝马迹”,宜居区是恒星系统中温度适合液态水的狭窄区域。它携带有能够表征此类天体的设备,可告诉科学家们这些天体与地球的相似程度。
ESA称,“柏拉图”提供的数据将有助于科学家们解决关键问题,比如银河系内的行星是如何形成以及演化的?适应生命繁衍生息的岩质行星存在的概率等。
行星“猎手”罗马太空望远镜
预计发射日期:2025年
在其发射之后的最初5年中,罗马望远镜拍摄的宇宙区域将是哈勃望远镜在发射之后30年内拍摄宇宙区域的50多倍,从而制作出第一张广域红外宇宙图。人们希望这将有助于解开诸如暗物质和暗能量的“真实身份”等谜团。目前,天文学家可看到这些物质对宇宙的影响,但无法解释它们究竟是“何方神圣”。
天文学家还期望这项任务在勘测银河系中大量恒星时,能借助微透镜和凌日方法,找到各种各样的行星。这些行星中,大约四分之三有望成为木星和土星这样的气态巨行星,或者天王星和海王星这样的冰态巨行星。其余的大部分很可能是体积为地球4倍到8倍的行星,也就是所谓的小海王星——我们太阳系中没有类似的行星。
此外,为了进一步提升罗马望远镜的观测效率,NASA的一个工程师团队正计划发射一个后续航天装备——“星影”。这个花瓣状的航天器可以与望远镜一起飞行,阻挡来自太阳的光,并帮助望远镜看到附近较暗的行星。
激光干涉空间天线
预计发射日期:2034年
2015年,科学家们首次探测到引力波,即时空中的涟漪。到目前为止,我们已经看到了黑洞和中子星碰撞产生的引力波。由ESA领导的“激光干涉空间天线(LISA)”将是一个比现有地面引力波探测器大得多的太空引力波探测器。
与激光干涉引力波天文台和“室女座”引力波探测器一样,LISA将通过感应多个固定激光束长度的极小的变化量来探测引力波,因为引力波会随着时间的推移而受到干扰并扰乱时空结构。
LISA将由三个航天器组成,以三角形排列,相距250万公里。这3个航天器将位于L1拉格朗日点,这是地球与太阳之间的一个重力中点,距离地球约100万公里。它将借助从其他星系中的行星对其母恒星产生引力波的微妙影响,让科学家们发现银河系外的新行星。
2022年的期待
从各国官方行动任务,到私人航天 探索 ,2022年将会是月球任务频繁发射的一年。
美国国家航空航天局(NASA)将在2022年测试发射“阿尔忒弥斯一号”轨道飞行器,这也是太空发射系统(SLS)的首次测试,最终目的是将宇航员送到月球表面。同时,NASA“地月空间自动定位系统技术操作与导航实验”(CAPSTONE)的轨道飞行器也将进行实验,以为第一个绕月球轨道运行的空间站“门户”(Gateway)做准备。
印度的第三次月球任务“月船-3号”(Chandrayaan-3),旨在实现软着陆的同时,将漫游车送上月球;日本的“月球研究智慧着陆”(SLIM)任务也将尝试首次在月球上软着陆。而俄罗斯计划通过“月球25号”着陆器重振苏联登月计划的辉煌。韩国“探路者”月球轨道器也将开启韩国自己的月球 探索 。
此外在私人航天 探索 方面,总部位于东京的ispace公司计划发射Hakuto-R着陆器,它将搭载阿拉伯联合酋长国的拉希德月球车;美国公司Astrobotic Technology和Intuitive Machines,也正准备用旗下探测器将NASA仪器带到月球表面。
除了月球,火星依旧是2022年人类 探索 宇宙的一大重点。同时 ,中国天宫空间站的即将竣工也将树立一大里程碑 。
俄罗斯和欧洲联合开展的“火星生命探测计划”(ExoMars)计划于2022年9月发射,将携带欧洲航天局的罗莎琳德·富兰克林漫游车前往火星寻找过去生命的迹象。原本这一发射定在2020年,但因为安全着陆所需的降落伞出现问题,而导致了推迟。
另外,中国还计划在2022年完成天宫空间站的搭建,并安排了1000多项实验,从天文和地球观测到微重力和宇宙辐射对细菌生长的影响。
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