“盖亚”的使命

本文转自:北京邮电大学出版
“盖亚”的使命
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2013年12月19日格林尼治时间9时12分 , 欧空局的“盖亚”号探测器在法属圭亚那的欧洲太空港搭乘俄罗斯的“联盟”号火箭发射升空 。它搭载的被称为“十亿像素阵列”的超级相机 , 被喻为“盖亚之眼” , 拥有前所未有的观测分辨率 。在缓慢旋转的过程中 , “盖亚”号的两部望远镜将对整个夜空进行扫描 。“盖亚”号将成为迄今人类送入太空的体积最大的数码相机 。
“盖亚”搭载的光谱仪将分析其观测范围内的每一颗恒星的详细物理特征 ,并对它们的光度、有效温度、引力及元素组成进行分析 。这种大规模的恒星调查活动 , 将为我们提供有关银河系的起源、结构和演化的观测数据 。
“盖亚”号探测器每年绕太阳一圈 , 以拍摄恒星在太空中每个略微不同位置的照片 。这样 , 它就能绘制出整个银河系的三维地图 。它所携带的仪器还能探测出这些恒星是怎样围绕银河系中心运转的 。
英国的一些大学和企业从欧空局手中拿下了大约6700万英镑(约合1亿美元)的合约 , 负责制造“盖亚”号的一些关键组件 , 包括相机传感器和微型推进系统 。剑桥大学的一个先进的处理中心将负责筛选和消化“盖亚”号传回地球的数据 。“盖亚”数据处理中心的负责人弗洛尔·范·莱文博士指出:“‘盖亚’的传感器能够探测到人眼性能增强数千倍才能看到的物体 , 相当于从地球上测量月球上的一颗衬衫纽扣 。这也意味着我们需要使用性能最为强大的计算机对数据进行分析 。”
“盖亚”号探测器将对银河系内 10 亿颗恒星和上万个恒星系统的位置、间距以及本体运动进行测量 , 对这些恒星进行三维测绘;寻找运行在地球和太阳之间的阿波希利型小行星——该区域总是被强烈的阳光照射 , 所以很难用地面望远镜观测;同时 , 还将探测50万颗遥远的类星体 , 对爱因斯坦的广义相对论进行更加精确的验证 。
按照计划 , “盖亚”号将进入距地面 150 万千米的拉格朗日L2 点 。该处是天体观测中一个较为理想的位置 , 拥有非常稳定的热环境 , 可获得比较高的观测效率 , 且辐射较低 , 能够对更广阔的太空区域进行观测 。
“盖亚”号探测器包含两个望远镜 , 会持续以两个望远镜观测方向的垂直向为轴转动 。它的自转轴会在天球上划出一个小幅度的运行轨迹 , 同时与太阳保持相同的夹角 。通过从两个方向精确观测天体在天球上的相对位置 , 就可得到一个固定的参考系统 。
“盖亚”号项目的英国首席研究员、剑桥大学的格里·基尔莫来教授表示:“‘盖亚’号获取的数据 , 将让我们对宇宙的了解发生前所未有的革命性变化 。我们对宇宙的认知 , 在很大程度上取决于我们观察到的东西 。我们从未有机会看到宇宙内的一切 , 无从了解我们无法观测的区域、了解它们之间的关系 。我们甚至不知道究竟有多少东西是我们不知道的 。宇宙中存在大量未知天体 , 我们不清楚它们拥有怎样奇怪的特征 。我们面临着数以百计的问题 , 例如 , 宇宙为何是现在这种状态?银河系如何诞生 , 由什么构成 , 质量是多大 , 如何演变成今天这样?‘盖亚’号将带我们走进未知的宇宙区域 。我们将发现全新的天体 , 发现一些我们认为不可能存在的天体 。
盖亚是希腊神话中的大地之神 , 是众神之母 , 所有神灵中德高望重的显赫之神 。欧空局将自己的最新太空探测器命名为“盖亚” , 可见对它的重视程度以及对其卓越性能的自信 。