凌日系外行星勘測衛星（Transiting Exoplanet Survey Satellite，簡(jiǎn)稱(chēng)TESS）是NASA最新的系外行星搜尋項目?？茖W(xué)家們希望，TESS將能在為期兩年的太空飛行任務(wù)中，對至少20萬(wàn)顆恒星進(jìn)行觀(guān)察，最終能發(fā)現數千顆新的系外行星。

美國國家航空航天局定于當地時(shí)間2018年4月16日晚發(fā)射“凌日系外行星勘測衛星”，尋找太陽(yáng)系外行星，期望發(fā)現可能孕育生命的“另一個(gè)地球”。

北京時(shí)間2018年4月19日6點(diǎn)51分，TESS搭乘SpaceX公司的獵鷹9號火箭成功發(fā)射升空。它不僅是作為即將于2020年前后升空的詹姆斯·韋伯望遠鏡的得力助手，也被看作是NASA此前發(fā)射的開(kāi)普勒太空望遠鏡的繼承者。

中文名

凌日系外行星勘探衛星

外文名

Transiting Exoplanet Survey Satellite

別名

行星獵手

制造單位

Orbital ATK

發(fā)射時(shí)間

2018年4月19日6:51（北京時(shí)間）

所屬?lài)?/span>

美利堅合眾國

承包發(fā)射
簡(jiǎn)稱(chēng)

TESS

發(fā)射重量

362㎏

發(fā)射經(jīng)過(guò)

凌日系外行星勘探衛星

美國國家航空航天局定于北京時(shí)間2018年4月17日晚發(fā)射一顆探測衛星，尋找太陽(yáng)系外行星，期望發(fā)現可能孕育生命的“另一個(gè)地球”。

這顆衛星名為“凌日系外行星勘測衛星”，按英文縮寫(xiě)簡(jiǎn)稱(chēng)“苔絲”(TESS)，定于北京時(shí)間4月17日6時(shí)32分由美國太空探索技術(shù)公司“獵鷹9”號火箭搭載，從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空。

美國航空航天局和SpaceX把凌日系外行星勘測衛星的發(fā)射推遲到北京時(shí)間4月19日早上6時(shí)51分并成功發(fā)射。

項目團隊

項目支持：NASA?天體物理探索

項目領(lǐng)導：位于麻省劍橋的麻省理工學(xué)院

項目管理：位于馬里蘭州格林貝爾特的?NASA?戈達德空間飛行中心

首席科學(xué)家：麻省理工學(xué)院?Kavli?天體物理和空間研究所的?George?Ricker

參加項目的其他機構：Orbital?ATK?公司，NASA?Ames?研究中心，哈佛-史密森尼天體物理研究中心（Harvard-Smithsonian?Center?for?Astrophysics），空間望遠鏡科學(xué)研究所（Space?Telescope?Science?Institute），以及世界各地的其他許多大學(xué)、研究機構和天文臺。

前身

TESS的前身是麻省理工學(xué)院設計和建造的、并于?2000?年?10?月?9?日由?NASA?發(fā)射升空的一顆小型衛星——高能瞬態(tài)事件探測者?2?號（The?High?Energy?Transient?Explorer?2,?HETE-2）。該衛星已經(jīng)在太空運行?7?年，其任務(wù)是發(fā)現和定位高能伽馬射線(xiàn)和X射線(xiàn)暴發(fā)現象。

為了探測持續時(shí)間極短的伽馬射線(xiàn)暴發(fā)現象，以首席科學(xué)家?George?Ricker?為首的麻省理工學(xué)院團隊，設計了一款能觀(guān)測可見(jiàn)光和?X?射線(xiàn)的?CCD?相機，以此記錄信號的強度和位置。團隊成員?Joel?Villasenor?表示，CCD?的發(fā)明是天文觀(guān)測史上的一次飛躍，它使得信號處理變得非常簡(jiǎn)單。

2004年，Ricker?和?HETE-2?團隊突發(fā)奇想：是否可以用?HETE-2?來(lái)觀(guān)測地外行星？在當時(shí)，人類(lèi)只發(fā)現了不到?200?顆地外行星，其中只有少數是用凌星法發(fā)現的。而根據最新的數據，人類(lèi)發(fā)現的行星總數已經(jīng)達到了?3700?個(gè)，借助更強大的太空望遠鏡，在十年之內，這一數字可能會(huì )上升到上萬(wàn)個(gè)。

Villasenor表示，實(shí)踐證明，HETE-2?的凌星探測嘗試沒(méi)有完全達到預期的效果。不過(guò)，這次嘗試為后繼的?CCD?成像地外行星探測任務(wù)奠定了基礎。

研發(fā)過(guò)程

2006年，Ricker?領(lǐng)導的麻省理工學(xué)院團隊向?NASA?的探索任務(wù)項目提出了新的低成本小衛星方案?HETE-S。團隊本擬自籌?2?千萬(wàn)美元經(jīng)費，但鑒于成本太高，且地外行星的發(fā)現日益成為熱點(diǎn)，團隊決定尋求?NASA?的資助，申請?1.2?億美元的項目經(jīng)費。2008?年，團隊正式向?NASA?小型探索任務(wù)項目提交了申請書(shū)，TESS?項目正式起步。

最初，TESS?包括?6?塊?CCD?相機，預計運行于近地軌道，跟?HETE-2?任務(wù)類(lèi)似。這種軌道設計有助于借助?HETE-2?任務(wù)的數據接收地面站以提高觀(guān)測效率。

然而，團隊發(fā)現，近地軌道的地球磁場(chǎng)太強，會(huì )導致衛星的顯著(zhù)抖動(dòng)，這會(huì )對?TESS?的高靈敏度相機造成不可接受的干擾。

因此，NASA?拒絕了第一次項目申請。研究團隊在?Orbital?ATK?公司和?NASA?戈達德空間飛行中心的幫助下，開(kāi)始重新設計一種被稱(chēng)為“月球共振”（lunar-resonant）的軌道。這種軌道可以在確保飛行器穩定的前提下提供全天域觀(guān)測視野，這可以算的上是一次創(chuàng )舉。

衛星參數

“苔絲”高1.5米，太陽(yáng)翼、即太陽(yáng)能帆板收起時(shí)直徑大約1.3米，重363千克，比大多數太空探測衛星小巧。按照航空航天局的說(shuō)法，它的尺寸介于一臺冰箱與一臺“洗衣烘干一體機”之間。

探測原理

當系外行星經(jīng)過(guò)中央恒星前面時(shí)，會(huì )短暫遮擋一些光線(xiàn)，導致星光變暗，TESS望遠鏡可以基于這點(diǎn)來(lái)判斷行星的體積及環(huán)繞恒星一圈的時(shí)間，這兩條信息對了解某顆行星是否支持生命至關(guān)重要。

“苔絲”采用“凌日法”探測系外行星，原理是當一顆行星從恒星前方越過(guò)時(shí)，可觀(guān)察到恒星“變暗”現象?！疤z”將接替燃料即將耗盡的“前輩”——航空航天局2009年發(fā)射的開(kāi)普勒太空望遠鏡，后者迄今發(fā)現2300顆已獲確認的“候選”行星。

“苔絲”配備四個(gè)先進(jìn)的廣角鏡頭，所觀(guān)測太空區域比開(kāi)普勒大350倍，所觀(guān)測恒星平均比開(kāi)普勒“亮度高30至100倍”。

目標任務(wù)

工程目標

TESS將搜尋太陽(yáng)系周?chē)嚯x地球數百光年甚至更近的系外行星。

TESS目標選擇工作組的聯(lián)合負責人約書(shū)亞·佩珀表示，在TESS將觀(guān)測的這些恒星中，小而亮的白矮星對確定行星非常理想。TESS的目標之一是發(fā)現與地球相當和超級地球大小的行星。

盡管搜尋正在凌日的系外行星是這次任務(wù)的主要目標，但由于TESS會(huì )對幾乎整個(gè)天空進(jìn)行巡視，所以，它也將通過(guò)客座調查員計劃(GIP)對其他天體進(jìn)行觀(guān)察。[1]

科學(xué)任務(wù)

TESS會(huì )把天空分成26個(gè)不同的區域，對幾乎整個(gè)天空進(jìn)行搜尋。該探測器上功能強大的照相機會(huì )持續不斷地對每個(gè)區域進(jìn)行查看，每27天巡視一次；每?jì)煞昼妼?lái)自最明亮物體的可見(jiàn)光進(jìn)行測量。TESS將查看視星等(指觀(guān)測者用肉眼所看到的星體亮度，視星等越高，恒星越暗)，其中的一些甚至肉眼可見(jiàn)。

“苔絲”主要使命是在今后兩年內“掃描”超過(guò)20萬(wàn)顆太陽(yáng)系外離地球“最近、最亮”的恒星，確認是否有行星圍繞它們公轉。航空航天局預計，它會(huì )發(fā)現2萬(wàn)顆系外行星，其中50顆以上“與地球一般大小”，至多500顆體積“低于地球兩倍大小”。[2]

工程意義

NASA戈達德太空飛行中心GIP辦公室負責人帕德·博伊德說(shuō)：“GIP的目標是讓TESS產(chǎn)生盡可能多的科學(xué)數據。TESS能對閃耀的年輕的恒星、恒星對以及鄰近星系的超新星，甚至遙遠活躍星系的超大質(zhì)量黑洞進(jìn)行觀(guān)測。TESS將大幅拓寬我們的宇宙視野?！?sup class="baike-reference">[3]