NASA选定新任务，将探测宇宙起源

来源｜航小宇

▲“球幕”太空望远镜发射后将每6个月开展一次红外全天巡天观测

【综合消息】NASA2月13日宣布选定一项新任务，以作为其“中级探险者”（MIDEX）天体物理学计划的下一项任务，帮助科学家认识宇宙演化以及生命要素在银河系行星系统中是否普遍存在。这项任务称为“宇宙史、再电离时期与冰分光光度计探测器”（SPHEREx，简称“球幕”），拟在2023年发射，将开展为期两年的观测。不含发射，这项任务共需耗资2.42亿美元。NASA局长布莱登斯坦称，这项任务不仅将扩大美国强大的空间科学任务编队，还是包含不同规模任务的一项均衡的科学计划的一个关键组成部分。

“球幕”只设一台近红外光谱仪，将在0.75～5微米波长上每6个月采集一遍全天光谱。天文学家将利用这项任务来采集超过3亿个星系以及银河系超过1亿颗恒星的数据，以研究行星到宇宙尺度上的各类天体物理学现象。

NASA主管科学任务署的副局长泽布琛称，这项任务将形成一幅前所未有的星系图，上面将包含宇宙从初生时刻开始的“指纹”。他说：“我们将拿到科学上最大谜团之一的新线索，即是什么让宇宙在大爆炸后不到1纳秒膨胀得这么快。”在银河系内，这项任务将在恒星孕育区以及恒星周围可能诞生行星的尘埃盘内寻找对生命来说必不可少的水和有机分子。它还将选定一些目标，以由“詹姆斯·韦布”太空望远镜和“宽视场红外巡天望远镜”等未来任务进行更详细的研究。

NASA“天体物理学探验者计划”2016年9月开始进行新任务招标，次年8月从所收到的9项方案中选出两项，以做进一步研究。另一项为“百眼巨人”（Argus），为X射线光谱学任务。在由相关科学家与工程师小组进行详细审议后，NASA确定“球幕”方案具有最佳科学潜力和最可行的研制规划。这项任务的首席专家是加州理工学院的詹姆斯·博克。该校将同NASA喷气推进实验室合作研制任务有效载荷。喷推实验室还将负责任务管理。星体和任务集成将由鲍尔宇航公司提供。韩国天文与空间科学研究所将提供试验设备和科学分析。

由戈达德航天飞行中心管理的“探险者”计划是NASA持续最久的计划，旨在通过与NASA科学任务署“天体物理学”和“太阳物理学”计划相关、由首席专家领导的空间科学调查来提供经常性的低成本上天途径。从1958年发现了地球辐射带的“探险者”1开始，该计划已发射90多项任务。1989年发射的“宇宙背景探测器”任务还带来了一项诺贝尔奖。

以下均为补充：

[cp]最近关于NASA的新闻也不光是伤感，也有希望。昨天，NASA Explorer项目刚刚筛选出了下个资助的中等卫星项目：SPEREx全天近红外谱能量分辨巡天 (http://t.cn/EVLhXFy )。这个名字听上去像不靠谱理疗设备的家伙是一颗价值2.5亿美金的20cm小望远镜 (图二)，预计在2023年上天。虽然口径可能比你家的望远镜还小，但是人家可以在红外1-5微米的波段上 (图三) 孜孜不倦的获得全天范围内天体的红外能量分布信息 (图四)。在现有的观测计划下，望远镜随着卫星的运动不断扫描天空，每六个月就可以覆盖全天一次。http://t.cn/EVLhXFw

我个人非常喜欢这个项目。红外波段有着受银河系尘埃影响小，适合研究低温 (比如褐矮星) 或者高红移 (100亿年前的星系) 等天体。这也是人类第一次可以在有光谱分辨的条件下进行全天巡天。这种巡天项目会极大的丰富天文学家能够获取的数据，并且会有很多意外惊喜，能够用来研究从太阳系彗星到宇宙起源的一系列课题。

和一拖再拖的“旗舰”项目不同，Explorer项目资助的都是经费不高，周期短的项目，相对保守和成熟的设计也在考虑中。像SPHEREx在设计中就尽量减少了望远镜和仪器中的可动部件。中等级别的Explorer项目成果辉煌，之前资助的项目包括了帮助我们揭开宇宙微波背景辐射面纱的WMAP，带来大量高能天体物理发现的Swift，进行了红外全天图像巡天的WISE，以及刚刚上天已经在系外行星领域内展现出十足潜力的TESS。[/cp]