开普勒探测器即使出现故障也能锁定系外行星

科学家表示,即使失去了精确定位能力,开普勒仍然可以搜索系外行星

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研究人员表示,无论美国宇航局的行星猎手开普勒探测器是否能从最近的故障中恢复,它都应该能够实现其主要任务目标。

开普勒于 2009 年 3 月发射,执行为期 3.5 年的主要任务,以确定类地球行星在银河系中有多普遍。任务团队成员表示,即使探测器无法从两个月前阻止其系外行星搜索的故障中恢复,这个目标也可能已经可以实现。

位于加利福尼亚州山景城的 SETI(地外文明搜索)研究所的开普勒分析主管乔恩·詹金斯说:“我们相信我们确实有足够的数据来回答这个问题。”


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詹金斯在上个月在 SETI 研究所的一次讲座中说:“现在,我们的误差范围不会像我们本来应该有的那么小,而且在地球大小的行星方面,我们也不会有远远超出地球的轨道周期。”“但是我们仍然会做得体面,并且做得足够好,以交付我们需要的答案。”

开普勒通过注意到系外行星掠过其母恒星表面时引起的微小亮度下降来发现系外行星。天文台需要看到三次这样的“凌星”才能标记一颗外星世界,因此需要数年时间才能探测到围绕恒星相对较远轨道运行的行星。

这是一项精密的工作,开普勒太空望远镜需要三个功能正常的陀螺仪式反作用轮才能锁定其 150,000 多个目标恒星。

该天文台于 2009 年发射,配备了四个反作用轮——三个用于立即使用,一个备用。一个名为 2 号的轮子于 2012 年 7 月发生故障。另一个(4 号)在今年 5 月 11 日停止工作,剥夺了开普勒的精确定位能力。

自后一个轮子发生故障以来,开普勒就再也没有搜索过系外行星。任务工程师一直在设计可能的故障修复方案,他们计划在未来一两周内开始向探测器发送其中一些指令

(将宇航员送入太空修复开普勒,就像对美国宇航局的哈勃太空望远镜进行五次单独维修一样,是不可行的。开普勒绕太阳而不是地球运行,目前距离我们的星球数百万英里。)

研究人员表示,如果至少一个故障轮无法恢复,开普勒几乎肯定会被赋予一项新任务——一项强调扫描而不是其先前点和凝视操作的任务。

虽然开普勒团队很乐意在未来几年继续进行系外行星搜索,但詹金斯表示,研究人员很可能可以使用探测器已经收集的数据来确定银河系中类地球世界的频率。但这需要相当多的工作。

他说,首先,团队需要继续从探测器的庞大数据集中提取行星。(迄今为止,开普勒已经探测到 3,277 颗候选行星,其中 134 颗已通过后续观测得到证实。任务科学家认为,探测器发现的行星中至少有 90% 最终会被证实是真实的。)

詹金斯补充说,科学家还需要确定开普勒发现系统的完整性和可靠性,以及其他事项,并了解任务的目标恒星与整个银河系的恒星种群之间的关系,以便进行推断。

他说,目标恒星“被选择为非常适合发现凌星行星,但无疑存在选择偏差。”

所有这些工作应该会让任务科学家在未来一段时间内保持忙碌。

詹金斯说:“我们还有大约两年的数据尚未完全搜索;我们仍在搜索第三年的数据。”“我认为这可以让我们再忙两到三年,轻松。”

美国宇航局官员表示,开普勒任务迄今为止的总价约为 6 亿美元,每年运行探测器和分析数据的成本约为 2000 万美元。

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Mike Wall has been writing for Space.com since 2010. His book about the search for alien life, “Out There,” was published on Nov. 13, 2018. Before becoming a science writer, Michael worked as a herpetologist and wildlife biologist. He has a Ph.D. in evolutionary biology from the University of Sydney, Australia, a bachelor’s degree from the University of Arizona, and a graduate certificate in science writing from the University of California, Santa Cruz.

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