NASA退役"近地小行星哨兵"望遠鏡，接替者3年後升空
8月15日消息，上週，美國國家航空航天局（NASA）退役了一艘已服役近15年的航天器NEOWISE（近地天體廣域紅外巡天探測器，Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer），並將在未來幾個月內脫離軌道。這爲該機構的行星防禦計劃畫上了重要的句號。服役期間該航天器發現了400顆近地小行星和彗星。
在近地軌道上，NEOWISE的紅外望遠鏡掃描了整個天空23次，拍攝了數百萬張圖片。它最初的任務是尋找來自星系、恆星和小行星的紅外輻射，後來專注於太陽系內的物體。
探索近地天體
廣域紅外巡天探測器（WISE，Wide-field Infrared Survey Explorer）於2009年12月發射，最初設計的任務期限爲七個月。在WISE完成檢查並結束其主要的全天空天文巡天后，2011年，由於其冷凍氫冷卻劑耗盡導致紅外探測器的靈敏度降低，NASA將航天器置於休眠狀態。但天文學家發現，紅外望遠鏡仍能探測到靠近地球的物體，因此NASA於2013年重新激活了這一任務，進行了另外十年的觀測。
這一重啓的任務被更名爲NEOWISE。其目的是利用航天器的紅外望遠鏡來探測那些飛行軌跡靠近地球的微小行星和彗星。
“我們從未想過它能持續這麼長時間，”來自亞利桑那大學和加州大學洛杉磯分校的NEOWISE首席研究員艾米·梅因策爾（Amy Mainzer）表示。
8月8日，位於加利福尼亞的NASA噴氣推進實驗室的地面控制員向NEOWISE航天器發送了最後的命令。目前，該航天器位於大約350公里高的軌道上，正在因大氣阻力逐漸脫離軌道。NASA預計，由於太陽活動增強導致的高層大氣膨脹，探測器將在今年年底前重新進入大氣層並燒燬，比預期提前幾個月。該衛星沒有自己的推進系統來將其推升至更高的軌道。
梅因策爾說：“太陽已經非常安靜很多年了，但現在它開始重新活躍起來，這是放手的正確時機。”
迄今爲止，大多數已探測到的近地天體都是通過地面望遠鏡發現的。但使用太空望遠鏡有其優勢，因爲地球大氣層吸收了來自諸如小行星這類微弱天體的大部分紅外能量。
梅因策爾說，使用地面望遠鏡的天文學家“主要看到的是反射在天體表面反射的陽光。”NEOWISE則能測量來自小行星的熱輻射，爲科學家提供了它們的大小信息。“我們實際上可以通過相對較少的紅外測量得到相當好的尺寸估計。”
NEOWISE上的望遠鏡在尺寸上相對較小，主鏡直徑爲40釐米，不到詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）的1/16。但其廣闊的視野使NEOWISE能夠搜尋天空中的紅外光源，非常適合研究大量的物體。這項任務最著名的發現之一是一顆正式命名爲C/2020 F3的彗星，更廣爲人知的名字是NEOWISE彗星，該彗星在2020年甚至肉眼可見。隨着彗星逼近地球，像哈勃這樣的大望遠鏡能夠進行更近距離的觀察。
NASA科學任務理事會副主任尼古拉·福克斯（Nicola Fox）表示：“NEOWISE任務取得的成功非同凡響，它通過跟蹤可能對地球構成威脅的小行星和彗星，幫助我們更好地理解我們在宇宙中的位置。”
宇宙中有什麼?
根據近地天體研究中心的數據，WISE的原始任務和NEOWISE的延伸調查共發現了366顆近地小行星和34顆彗星。其中64顆被歸類爲潛在危險小行星，這意味着它們距離地球不到748萬公里（0.05天文單位/地日平均距離），且直徑至少爲140米。這些是天文學家希望發現並跟蹤的對象，以預測它們是否有與地球相撞的風險。
目前已知有潛在危險的小行星大約有2400顆，但還有更多潛伏在外。太空望遠鏡搜尋這些小行星的另一個優勢是它們可以全天候觀測，而地面望遠鏡只能在夜間進行觀測。像2013年在俄羅斯車里雅賓斯克上空爆炸的危險小行星，就是從太陽方向接近地球的；太空望遠鏡更有可能發現這類小行星。
WISE及其延伸任務NEOWISE幫助科學家估計，大約有25000顆近地天體。
梅因策爾說：“NEOWISE發現的天體絕大多數都非常暗淡，這些都是地面望遠鏡更可能遺漏的對象。”“這反過來又讓我們對真正存在的數量有了更好的瞭解。”
2010年，藉助WISE任務的原始全天巡天數據，科學家宣佈他們已發現90%以上直徑大於1公里的近地天體。如果這些天體中的任何一個撞擊地球，都將產生全球性的影響。
2005年，美國國會要求NASA至少發現90%直徑爲140米的近地天體，這些天體可能在區域範圍內造成破壞。到目前爲止，天文學家已發現大約43%的這類天體。新探測器“近地天體巡天望遠鏡”（NEO Surveyor），計劃於2027年發射，以在NEOWISE的工作基礎上進一步探索。NEO Surveyor設計用於在五年內發現三分之二的140米級近地天體，並在發射後的十年內找到90%的這類天體。
梅因策爾說：“有了NEO Surveyor，我們真正關注的是那些最有可能頻繁接近地球的天體羣。”梅因策爾也是NEO Surveyor的首席科學家。
據瞭解，這個探測器將圍繞被稱爲L1、距離地球約150萬公里的拉格朗日點運行。在這個特殊的位置，地球和太陽的引力相互抵消，使得探測器能夠穩定地保持在這個點附近。
耗資16億美元的NEO Surveyor任務將比NEOWISE擁有更寬的鏡面和更多的探測器，從而提高其檢測小行星的靈敏度。
新任務的觀測站點遠離地球，以最大限度減少來自地球熱輻射的干擾。NEO Surveyor還將配備更好的觀察角度和遮陽板，使得航天器能將其鏡面轉向太陽，尋找地面望遠鏡無法觀測到的小行星。
梅因策爾說：“通過隱藏在這個高大的遮陽板後面，我們有機會旋轉並向陽光方向觀察，這是NEOWISE無法做到的，因爲它的遮陽板非常小。”
JPL的工程師們正在準備組裝NEO Surveyor航天器，Teledyne成像傳感器公司正在爲該任務生產相機芯片。
“距離發射還有三年多的時間，”梅因策爾說。“所以我們現在正處於製造所有硬件的繁忙階段。望遠鏡目前就在噴氣推進實驗室，準備進行對準以測試是否能夠聚焦。望遠鏡的面板和儀器外殼也都在JPL。”
對於像梅因策爾這樣的科學家來說，即將到來的新任務前景也讓關閉NEOWISE任務不再那麼令人遺憾。
梅因策爾表示：“參與這個項目的團隊非常敬業，他們堅持到了最後。”“實際上，這並不是一個悲傷的結束。這是一個非常美好的結束，因爲我們獲得了大量數據，催生了許多偉大的科學成果，也催生了另一項任務。所以我感到非常高興。我們沒有留下任何遺憾。”（辰辰）