NASA退役"近地小行星哨兵"望远镜，接替者3年后升空

8月15日消息，上周，美国国家航空航天局（NASA）退役了一艘已服役近15年的航天器NEOWISE（近地天体广域红外巡天探测器，Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer），并将在未来几个月内脱离轨道。这为该机构的行星防御计划画上了重要的句号。服役期间该航天器发现了400颗近地小行星和彗星。
在近地轨道上，NEOWISE的红外望远镜扫描了整个天空23次，拍摄了数百万张图片。它最初的任务是寻找来自星系、恒星和小行星的红外辐射，后来专注于太阳系内的物体。
探索近地天体
广域红外巡天探测器（WISE，Wide-field Infrared Survey Explorer）于2009年12月发射，最初设计的任务期限为七个月。在WISE完成检查并结束其主要的全天空天文巡天后，2011年，由于其冷冻氢冷却剂耗尽导致红外探测器的灵敏度降低，NASA将航天器置于休眠状态。但天文学家发现，红外望远镜仍能探测到靠近地球的物体，因此NASA于2013年重新激活了这一任务，进行了另外十年的观测。
这一重启的任务被更名为NEOWISE。其目的是利用航天器的红外望远镜来探测那些飞行轨迹靠近地球的微小行星和彗星。
“我们从未想过它能持续这么长时间，”来自亚利桑那大学和加州大学洛杉矶分校的NEOWISE首席研究员艾米·梅因策尔（Amy Mainzer）表示。
8月8日，位于加利福尼亚的NASA喷气推进实验室的地面控制员向NEOWISE航天器发送了最后的命令。目前，该航天器位于大约350公里高的轨道上，正在因大气阻力逐渐脱离轨道。NASA预计，由于太阳活动增强导致的高层大气膨胀，探测器将在今年年底前重新进入大气层并烧毁，比预期提前几个月。该卫星没有自己的推进系统来将其推升至更高的轨道。
梅因策尔说：“太阳已经非常安静很多年了，但现在它开始重新活跃起来，这是放手的正确时机。”
迄今为止，大多数已探测到的近地天体都是通过地面望远镜发现的。但使用太空望远镜有其优势，因为地球大气层吸收了来自诸如小行星这类微弱天体的大部分红外能量。
梅因策尔说，使用地面望远镜的天文学家“主要看到的是反射在天体表面反射的阳光。”NEOWISE则能测量来自小行星的热辐射，为科学家提供了它们的大小信息。“我们实际上可以通过相对较少的红外测量得到相当好的尺寸估计。”
NEOWISE上的望远镜在尺寸上相对较小，主镜直径为40厘米，不到詹姆斯·韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）的1/16。但其广阔的视野使NEOWISE能够搜寻天空中的红外光源，非常适合研究大量的物体。这项任务最著名的发现之一是一颗正式命名为C/2020 F3的彗星，更广为人知的名字是NEOWISE彗星，该彗星在2020年甚至肉眼可见。随着彗星逼近地球，像哈勃这样的大望远镜能够进行更近距离的观察。
NASA科学任务理事会副主任尼古拉·福克斯（Nicola Fox）表示：“NEOWISE任务取得的成功非同凡响，它通过跟踪可能对地球构成威胁的小行星和彗星，帮助我们更好地理解我们在宇宙中的位置。”
宇宙中有什么?
根据近地天体研究中心的数据，WISE的原始任务和NEOWISE的延伸调查共发现了366颗近地小行星和34颗彗星。其中64颗被归类为潜在危险小行星，这意味着它们距离地球不到748万公里（0.05天文单位/地日平均距离），且直径至少为140米。这些是天文学家希望发现并跟踪的对象，以预测它们是否有与地球相撞的风险。
目前已知有潜在危险的小行星大约有2400颗，但还有更多潜伏在外。太空望远镜搜寻这些小行星的另一个优势是它们可以全天候观测，而地面望远镜只能在夜间进行观测。像2013年在俄罗斯车里雅宾斯克上空爆炸的危险小行星，就是从太阳方向接近地球的；太空望远镜更有可能发现这类小行星。
WISE及其延伸任务NEOWISE帮助科学家估计，大约有25000颗近地天体。
梅因策尔说：“NEOWISE发现的天体绝大多数都非常暗淡，这些都是地面望远镜更可能遗漏的对象。”“这反过来又让我们对真正存在的数量有了更好的了解。”
2010年，借助WISE任务的原始全天巡天数据，科学家宣布他们已发现90%以上直径大于1公里的近地天体。如果这些天体中的任何一个撞击地球，都将产生全球性的影响。
2005年，美国国会要求NASA至少发现90%直径为140米的近地天体，这些天体可能在区域范围内造成破坏。到目前为止，天文学家已发现大约43%的这类天体。新探测器“近地天体巡天望远镜”（NEO Surveyor），计划于2027年发射，以在NEOWISE的工作基础上进一步探索。NEO Surveyor设计用于在五年内发现三分之二的140米级近地天体，并在发射后的十年内找到90%的这类天体。
梅因策尔说：“有了NEO Surveyor，我们真正关注的是那些最有可能频繁接近地球的天体群。”梅因策尔也是NEO Surveyor的首席科学家。
据了解，这个探测器将围绕被称为L1、距离地球约150万公里的拉格朗日点运行。在这个特殊的位置，地球和太阳的引力相互抵消，使得探测器能够稳定地保持在这个点附近。
耗资16亿美元的NEO Surveyor任务将比NEOWISE拥有更宽的镜面和更多的探测器，从而提高其检测小行星的灵敏度。
新任务的观测站点远离地球，以最大限度减少来自地球热辐射的干扰。NEO Surveyor还将配备更好的观察角度和遮阳板，使得航天器能将其镜面转向太阳，寻找地面望远镜无法观测到的小行星。
梅因策尔说：“通过隐藏在这个高大的遮阳板后面，我们有机会旋转并向阳光方向观察，这是NEOWISE无法做到的，因为它的遮阳板非常小。”
JPL的工程师们正在准备组装NEO Surveyor航天器，Teledyne成像传感器公司正在为该任务生产相机芯片。
“距离发射还有三年多的时间，”梅因策尔说。“所以我们现在正处于制造所有硬件的繁忙阶段。望远镜目前就在喷气推进实验室，准备进行对准以测试是否能够聚焦。望远镜的面板和仪器外壳也都在JPL。”
对于像梅因策尔这样的科学家来说，即将到来的新任务前景也让关闭NEOWISE任务不再那么令人遗憾。
梅因策尔表示：“参与这个项目的团队非常敬业，他们坚持到了最后。”“实际上，这并不是一个悲伤的结束。这是一个非常美好的结束，因为我们获得了大量数据，催生了许多伟大的科学成果，也催生了另一项任务。所以我感到非常高兴。我们没有留下任何遗憾。”（辰辰）