专业猎星的开普勒太空望远镜

郑永春

      所谓系外行星，就是位于太阳系之外，围绕另一颗恒星运行的行星。7月23日，美国国家航空航天局对外发布预告，将于北京时间今天（7月24日）0:00对外发布有关系外行星搜寻“令人兴奋”的新消息。预告称“天文学家们已经接近几千年来我们所梦想的目标——发现另一个地球。”这个预告一下子吸引了全球新闻界特别是科技媒体的关注。

从7月14日新视野号飞越冥王星和冥卫持续数天的新闻报道，到前几天铂金小行星飞越地球附近的财富诱惑，再到今天宣布发现另一个地球——开普勒452b 。今年七月的这个夏天，太空和宇宙探索的新闻让我们把目光投向宁静绚烂的遥远星空，似乎它们能够在酷暑煎熬中带给我们一丝清凉。

以我的个人分析，这次新闻发布会更像是花费了6亿多美元的开普勒太空望远镜向全球公众，特别是美国政府、国会和纳税人的“汇报演出”，目的是告诉他们，你们给的这些钱没有白花，以争取得到进一步的研究资助。我们应该知道，NASA不仅仅是一个庞大的航天科研机构，它也是一个政府部门，在科学传播和新闻素材的饥渴发布，以及吊人胃口、吸引眼球方面已经十分娴熟，类似的操作手段，我们其实已经屡见不鲜。这些操作既塑造了它良好的公众形象，传播了科学精神，也回应了公众期待。

开普勒太空望远镜由NASA下属的喷气推进实验室研制，它携带的最主要的科学仪器——光度计配备了一个直径95厘米的透镜。与哈勃望远镜主要用来拍摄星空图片不同，开普勒望远镜是世界上第一颗探测系外行星的航天器。2009年3月7日，开普勒望远镜从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地17-B发射台发射升空，在3年多的任务期内，开普勒望远镜对天鹅座和天琴座中约10万个恒星系统开展了观测，目的是搜寻太阳系外的行星，特别是搜寻与地球相似，由岩石构成，并位于恒星宜居带上的行星，以研究银河系内行星系统的多样性。所谓宜居带是指恒星所属的行星系统中适合生命存在的区域，在太阳系中，距离太阳0.99～1.70天文单位（1天文单位等于1.5亿公里）之间的区域被称为宜居带。由于恒星辐射强度的差异，宜居带与恒星的距离有所不同。

开普勒望远镜担负着寻找第二个地球的重任

开普勒望远镜通过观测行星穿越恒星的“凌日”现象搜寻系外行星。所谓“凌日”是指行星经过其所属的母恒星前的现象，就像地球上观测水星或金星凌日的天象时，我们会发现太阳表面有个小黑点在缓慢移动。当行星运行到开普勒望远镜与这颗行星所属的恒星系统之间时，由于行星的遮挡，望远镜上的光度计接收到的恒星亮度信号会减弱。开普勒望远镜上的光度计非常灵敏，可以检测到恒星亮度的十万分之一的微弱变化。科学家根据恒星亮度周期性的微弱变化，可以推算出系外行星的大小和轨道周期。

为了精确对准观测天区，开普勒望远镜配备了4个反应轮以控制望远镜的方向，其中至少要有3个反应轮正常工作才能实施观测。2012年7月，望远镜上的1个反应轮出现故障，但仍可正常观测。2012年11月，望远镜原定的主要观测任务顺利完成，原计划将观测寿命延长4年。但2013年5月，又一个反应轮出现故障，由于无法凑齐3个反应轮一起工作，望远镜的正常观测基本停止。经过连续数月的分析测试和挽救努力后，项目团队于2013年8月19日宣布放弃修复望远镜，转而让其承担其它研究任务。

开普勒望远镜的结构和主要设备

图片来自网络，仅供示意。

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