據(jù)法國(guó)媒體報(bào)道，歐空局?jǐn)M在2024年發(fā)射柏拉圖號(hào)太空望遠(yuǎn)鏡尋找太陽(yáng)系外行星，從而尋找地球般大小，能宜居的“超級(jí)地球”。那么，“柏拉圖號(hào)”是一臺(tái)怎樣的望遠(yuǎn)鏡？歐空局的深空探測(cè)實(shí)力又如何呢？

尋找人類新家園

就目前而言，在深空探測(cè)和空間科學(xué)研究領(lǐng)域，“美國(guó)宇航局說(shuō)第二沒(méi)人敢說(shuō)自己是第一”，那排第二的是誰(shuí)呢？答案是歐空局。目前，歐空局正在實(shí)施名為“宇宙愿景”的空間科學(xué)計(jì)劃，按預(yù)算規(guī)模大小分為S、M和L三種類型，“柏拉圖號(hào)”就是中量級(jí)中的第三個(gè)任務(wù)，用于探測(cè)系外行星。

得益于環(huán)保組織長(zhǎng)期卓有成效的宣傳，“我們只有一個(gè)地球”的口號(hào)深入人心。人類進(jìn)入航天時(shí)代以來(lái)，隨著以美國(guó)、蘇聯(lián)為首的航天強(qiáng)國(guó)對(duì)太陽(yáng)系內(nèi)各大行星的抵近探測(cè)，打破了人類美好的幻想，太陽(yáng)系內(nèi)不存在另一個(gè)適合人類生活的星球。

難道人類只能困局地球了嗎？樂(lè)觀派不這么想，他們把目光投向更遠(yuǎn)的系外行星。

系外行星圍繞其他恒星公轉(zhuǎn)，距離地球十分遙遠(yuǎn)，1992年人類才第一次確認(rèn)了系外行星存在。雖然，1990年發(fā)射的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡為發(fā)現(xiàn)系外行星做出了不小貢獻(xiàn)，但貢獻(xiàn)最大的還是美國(guó)2009年發(fā)射的開普勒太空望遠(yuǎn)鏡，它對(duì)超過(guò)10萬(wàn)顆恒星進(jìn)行了探測(cè)，并取得了豐碩成果。截至2017年12月1日，開普勒太空望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了3710顆系外行星，這比其他探測(cè)器發(fā)現(xiàn)數(shù)量加起來(lái)還要多幾倍。

在開普勒太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的系外行星中，有些位于恒星系統(tǒng)的宜居帶。雖然，受限于目前技術(shù)手段，人類無(wú)法確認(rèn)它們是否真的宜居，但開普勒太空望遠(yuǎn)鏡對(duì)系外行星的發(fā)現(xiàn)畢竟為人類尋找新家園打開了一扇大門。

自成一派的“柏拉圖號(hào)”

美國(guó)的開普勒太空望遠(yuǎn)鏡一枝獨(dú)秀，這讓歐空局的科研人員羨慕嫉妒不已。因此，歐空局在2015~2025年的“宇宙愿景”計(jì)劃中，準(zhǔn)備研制和發(fā)射探測(cè)系外行星的航天器，這就是“柏拉圖號(hào)”。

該探測(cè)器是一顆類似開普勒太空望遠(yuǎn)鏡的航天器，專門用于探測(cè)和發(fā)現(xiàn)系外行星。2007年，“柏拉圖號(hào)”的方案首次被提出，2011年2月成為歐空局第三個(gè)中量級(jí)探測(cè)器的4個(gè)備選方案之一，2014年“柏拉圖號(hào)”獲勝，成為“宇宙愿景”計(jì)劃的M3探測(cè)器，并將于2018年開始制造?！鞍乩瓐D號(hào)”將搜索30到100萬(wàn)顆恒星，在太陽(yáng)系外找出可能存在生命或宜居的系外行星。

雖然，科學(xué)目標(biāo)都是探測(cè)系外行星，但“柏拉圖號(hào)”和開普勒太空望遠(yuǎn)鏡在設(shè)計(jì)上不一樣。美國(guó)的開普勒太空望遠(yuǎn)鏡是單個(gè)大口徑光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，而“柏拉圖號(hào)”的光學(xué)系統(tǒng)則是26個(gè)口徑為12厘米的小型望遠(yuǎn)鏡組成的陣列，可謂自成一派。

“柏拉圖號(hào)”雖然沒(méi)有巨大的口徑，但獨(dú)特的設(shè)計(jì)讓它具有更強(qiáng)大的性能，它可以精確識(shí)別系外行星，對(duì)直徑測(cè)量精度誤差不超過(guò)3%，質(zhì)量測(cè)量誤差不超過(guò)10%。它還能進(jìn)行更精確的光譜測(cè)量，研究系外行星的大氣，從而更有效地分析系外行星的特征，判斷系外行星是否宜居。

按照原計(jì)劃，“柏拉圖號(hào)”將于2024年使用俄羅斯聯(lián)盟號(hào)火箭發(fā)射到日地第二拉格朗日點(diǎn)軌道。

從地平線2000到宇宙愿景

“柏拉圖號(hào)”作為開普勒太空望遠(yuǎn)鏡后又一探測(cè)系外行星的利器，僅是歐洲“宇宙愿景”的一個(gè)M級(jí)項(xiàng)目而已。

歐空局“宇宙愿景”計(jì)劃是更早“地平線2000”計(jì)劃的后續(xù)，“地平線2000”計(jì)劃從1984年開始提出，誕生了一大批頗具影響力的深空探測(cè)和空間科學(xué)項(xiàng)目，其中包括美歐合作的太陽(yáng)探測(cè)器SOHO，搭乘美國(guó)卡西尼號(hào)探測(cè)器的惠更斯號(hào)著陸器，用于X射線觀測(cè)的XMM牛頓望遠(yuǎn)鏡，以及羅塞塔彗星探測(cè)器等。

另外，“地平線2000”還促成了赫歇爾號(hào)太空望遠(yuǎn)鏡和普朗克號(hào)太空望遠(yuǎn)鏡，還有用于銀河系觀星的蓋亞號(hào)太空望遠(yuǎn)鏡，引力波探測(cè)的LISA先導(dǎo)星，明年還將發(fā)射這一計(jì)劃的最后一個(gè)項(xiàng)目：歐日合作的貝皮-哥倫布號(hào)水星探測(cè)器。

作為成績(jī)卓越的“地平線2000”計(jì)劃的后續(xù)，“宇宙愿景”同樣包括一系列從輕量級(jí)到重量級(jí)的探測(cè)項(xiàng)目。其中，輕量的S級(jí)預(yù)算控制在5000萬(wàn)歐元，目前已經(jīng)通過(guò)了S1系外行星特征衛(wèi)星和S2太陽(yáng)風(fēng)-磁層相互作用全景成像衛(wèi)星（SMILE）項(xiàng)目。其中，SMILE屬于中歐聯(lián)合的科學(xué)項(xiàng)目；M級(jí)項(xiàng)目已經(jīng)通過(guò)了M1太陽(yáng)軌道器、M2歐幾里得探測(cè)器和M3柏拉圖號(hào)探測(cè)器等3個(gè)項(xiàng)目，M4尚未正式選定最后方案。

目前，L1木星冰月探測(cè)器已在研制中，計(jì)劃2022年發(fā)射；L2項(xiàng)目也就是研究X射線的高能天體物理學(xué)先進(jìn)望遠(yuǎn)鏡，預(yù)計(jì)在2028年發(fā)射；用于引力波探測(cè)的L3LISA項(xiàng)目，要到2034年甚至更晚才能發(fā)射。

從30多年前的“地平線2000”到如今的“宇宙愿景”，歐空局以持續(xù)和專注的投入，在深空探測(cè)領(lǐng)域成績(jī)顯著，無(wú)論是在研究規(guī)模還是研究成果方面都僅次于美國(guó)。（作者：尼摩 來(lái)源：飛天科普周刊）