在NASA肯尼迪航天中心一个洁净室内的洁净室中，一台小型望远镜架在支架上，以便在发射前进行最后一轮检查。如此格外细致是因为该天文台的四个摄像头将在没有保护罩的情况下飞行——这是为确保凌星系外行星巡天卫星（TESS）实现其目标的几项简化设计决策之一，即作为首次全天系外行星巡天的一部分，测量至少50个小型、岩石状且可能类地世界的质量。
TESS的提案甚至早于NASA于2009年发射的行星猎手开普勒太空望远镜，后者证明了天基系外行星巡天的可行性。两架望远镜都使用所谓的“凌星”法（与这些技术相对）来寻找行星，寻找相对于望远镜视线在其母星前方经过的轮廓世界。开普勒不仅确立了凌星作为主要的行星搜寻技术，还令人震惊地揭示了我们的星系充满了行星，特别是地球大小的两到四倍的世界。
在其初始任务期间，开普勒在天鹅座、天琴座和天龙座的星空中搜寻了一千多光年以外的恒星。到目前为止，科学家们已经确认了2,341颗系外行星围绕开普勒最初的约17万个目标中的恒星运行。另有4,496颗候选行星正在等待确认，但许多行星可能永远无法得到确认，因为它们的主恒星太暗，无法通过地面望远镜进行必要的后续研究。
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TESS团队采取了相反的方法，首先考虑需要哪些地面观测来跟进和确认候选的凌星类地行星，然后决定望远镜的具体目标。他们选择了大约20万颗恒星在TESS为期两年的主要任务期间进行研究。欧洲航天局正在进行的盖亚空间望远镜已经详细绘制了所有这些目标恒星的位置，该望远镜正在创建有史以来最好的全天恒星位置和距离目录。
TESS的大多数目标都位于距地球300光年以内，比开普勒研究的大多数恒星明显更近，亮度也高出一百倍。“在TESS上，我们将能够对所有目标进行地面后续观测。这将只是优先事项的问题，而不是能力问题，”NASA戈达德太空飞行中心的项目科学家斯蒂芬·莱因哈特说。
开普勒开创并计划用于TESS的凌星技术揭示了行星相对于其主恒星的大小。如果可以观察到多次凌星，科学家还可以确定行星绕恒星运行的距离——这些信息随后可用于估计其温度以及它是否可以在其表面支持液态水，这是适宜性宜居性的关键考虑因素。
但是，为了评估行星的质量——这对于确定它是否像地球一样富含金属和岩石，还是由冰或气体组成至关重要——天文学家通常求助于地面望远镜。事实证明，通常只需要一个相对适中的天文台，就可以寻找恒星自转中的摆动，这种摆动是由其环绕行星群的微小但有规律的引力牵引引起的。TESS项目正在招募数十名天文学家，并在几架地面望远镜上预留时间用于此类研究。
搜寻开始
邻近类地行星的搜寻大约在TESS发射后两个月开始，目前计划于四月中旬发射。那时，望远镜应该到达一个不寻常的运行轨道，该轨道在地球周围高空环绕，最近时仅距地球约67,300英里，然后放大到距地球约234,000英里的月球轨道附近。当TESS在其相对于地球的轨道最高点时，月球将在左侧或右侧90度，充当轨道压舱物，使望远镜在引力上稳定数十年，而无需使用转向推进器。
这种偏心轨道使TESS能够将其大部分时间用于深邃、黑暗的太空，最大限度地减少阳光和地球及月球反射光线的干扰。该航天器将每13.7天绕地球一周，轨道速度恰好是月球的两倍。当TESS最接近地球时，它将暂停观测10小时，以将存储的科学数据传输到NASA三个深空网络地面站之一。这些传输将以高速率的Ka波段频率进行——这对该网络来说是首次，将为其他数据密集型未来太空任务（包括詹姆斯·韦伯太空望远镜）铺平道路。
TESS的数据不仅包括每两分钟对每个目标恒星亮度进行的测量，还包括每半小时拍摄一次的全天图像，捕捉到超过2000万颗恒星和1000万个星系。“这将是一个巨大的数据宝库。我们预计该档案将被挖掘多年，”NASA天文学家帕特里夏·博伊德说，她领导着戈达德的TESS客座研究员计划。
该望远镜配备了四个摄像头，其位置可以覆盖天空楔形区域，宽度为24度，长度为96度，相当于约10,000个满月。TESS每两个轨道移动一次视场，将在运行的第一年覆盖天空的整个南半球，然后在第二年翻转以覆盖其北半球。总共，TESS将覆盖90%的天空，面积约为开普勒观测面积的400倍。
关键的兴趣点是黄道极附近的恒星，这些恒星将包含在TESS覆盖的每一片天空区域中。这些恒星直接位于黄道平面上方和下方，行星在黄道平面中围绕太阳运动。这些区域的世界将成为詹姆斯·韦伯太空望远镜后续研究的主要目标，该望远镜除其他众多任务外，还将尝试探测一些凌星系外行星的大气化学成分。韦伯计划于2019年发射。“在这个角色中，TESS充当韦伯的寻星镜。我们正在寻找实际可能在其周围存在系外行星的特定恒星，”麻省理工学院的TESS首席科学家乔治·里ker说。
里ker补充说，“不应该很难”实现TESS任务的目标，即测量50颗小型行星的质量。模拟预测，到最初为期三年的地面观测计划结束时，该团队应该已经验证了更像500颗小型行星，而不是50颗，他说。
最终，TESS可能会为系外行星目录贡献多达20,000颗新行星，其中大多数将围绕M矮星运行，M矮星的直径为太阳的四分之一到二分之一，并且更暗更冷。M矮星占银河系恒星的约70%，是TESS的主要目标。
“对我来说，任何新任务最令人兴奋的事情都是你没有预料到的事情，”项目科学家莱因哈特说。“我真的希望我们在某个时候会发现一些奇怪的东西，一些我们无法解释的东西，这需要我们认真思考我们所看到的东西是什么。我认为我们会发现，但我不知道那会是什么。”