凌日系外行星勘探卫星（凌日系外行星勘探卫星）

发射经过

凌日系外行星勘探卫星

这颗卫星名为“凌日系外行星勘测卫星”，按英文缩写简称“苔丝”(TESS)，定于北京时间4月17日6时32分由美国太空探索技术公司“猎鹰9”号火箭搭载，从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空。

美国航空航天局和SpaceX把凌日系外行星勘测卫星的发射推迟到北京时间4月19日早上6时51分并成功发射。

项目团队

项目支持：NASA 天体物理探索

项目领导：位于麻省剑桥的麻省理工学院

项目管理：位于马里兰州格林贝尔特的 NASA 戈达德空间飞行中心

首席科学家：麻省理工学院 Kavli 天体物理和空间研究所的 George Ricker

参加项目的其他机构：Orbital ATK 公司，NASA Ames 研究中心，哈佛-史密森尼天体物理研究中心（Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics），空间望远镜科学研究所（Space Telescope Science Institute），以及世界各地的其他许多大学、研究机构和天文台。

前身

TESS的前身是麻省理工学院设计和建造的、并于 2000 年 10 月 9 日由 NASA 发射升空的一颗小型卫星——高能瞬态事件探测者 2 号（The High Energy Transient Explorer 2, HETE-2）。该卫星已经在太空运行 7 年，其任务是发现和定位高能伽马射线和X射线暴发现象。

为了探测持续时间极短的伽马射线暴发现象，以首席科学家 George Ricker 为首的麻省理工学院团队，设计了一款能观测可见光和 X 射线的 CCD 相机，以此记录信号的强度和位置。团队成员 Joel Villasenor 表示，CCD 的发明是天文观测史上的一次飞跃，它使得信号处理变得非常简单。

2004年，Ricker 和 HETE-2 团队突发奇想：是否可以用 HETE-2 来观测地外行星？在当时，人类只发现了不到 200 颗地外行星，其中只有少数是用凌星法发现的。而根据最新的数据，人类发现的行星总数已经达到了 3700 个，借助更强大的太空望远镜，在十年之内，这一数字可能会上升到上万个。

Villasenor表示，实践证明，HETE-2 的凌星探测尝试没有完全达到预期的效果。不过，这次尝试为后继的 CCD 成像地外行星探测任务奠定了基础。

研发过程

2006年，Ricker 领导的麻省理工学院团队向 NASA 的探索任务项目提出了新的低成本小卫星方案 HETE-S。团队本拟自筹 2 千万美元经费，但鉴于成本太高，且地外行星的发现日益成为热点，团队决定寻求 NASA 的资助，申请 1.2 亿美元的项目经费。2008 年，团队正式向 NASA 小型探索任务项目提交了申请书，TESS 项目正式起步。

最初，TESS 包括 6 块 CCD 相机，预计运行于近地轨道，跟 HETE-2 任务类似。这种轨道设计有助于借助 HETE-2 任务的数据接收地面站以提高观测效率。

然而，团队发现，近地轨道的地球磁场太强，会导致卫星的显著抖动，这会对 TESS 的高灵敏度相机造成不可接受的干扰。

因此，NASA 拒绝了第一次项目申请。研究团队在 Orbital ATK 公司和 NASA 戈达德空间飞行中心的帮助下，开始重新设计一种被称为“月球共振”（lunar-resonant）的轨道。这种轨道可以在确保飞行器稳定的前提下提供全天域观测视野，这可以算的上是一次创举。

卫星参数

“苔丝”高1.5米，太阳翼、即太阳能帆板收起时直径大约1.3米，重363千克，比大多数太空探测卫星小巧。按照航空航天局的说法，它的尺寸介于一台冰箱与一台“洗衣烘干一体机”之间。

探测原理

当系外行星经过中央恒星前面时，会短暂遮挡一些光线，导致星光变暗，TESS望远镜可以基于这点来判断行星的体积及环绕恒星一圈的时间，这两条信息对了解某颗行星是否支持生命至关重要。

“苔丝”采用“凌日法”探测系外行星，原理是当一颗行星从恒星前方越过时，可观察到恒星“变暗”现象。“苔丝”将接替燃料即将耗尽的“前辈”——航空航天局2009年发射的开普勒太空望远镜，后者迄今发现2300颗已获确认的“候选”行星。

“苔丝”配备四个先进的广角镜头，所观测太空区域比开普勒大350倍，所观测恒星平均比开普勒“亮度高30至100倍”。

目标任务

TESS将搜寻太阳系周围距离地球数百光年甚至更近的系外行星。

TESS目标选择工作组的联合负责人约书亚·佩珀表示，在TESS将观测的这些恒星中，小而亮的白矮星对确定行星非常理想。TESS的目标之一是发现与地球相当和超级地球大小的行星。

尽管搜寻正在凌日的系外行星是这次任务的主要目标，但由于TESS会对几乎整个天空进行巡视，所以，它也将通过客座调查员计划(GIP)对其他天体进行观察。^[1]

TESS会把天空分成26个不同的区域，对几乎整个天空进行搜寻。该探测器上功能强大的照相机会持续不断地对每个区域进行查看，每27天巡视一次；每两分钟对来自最明亮物体的可见光进行测量。TESS将查看视星等(指观测者用肉眼所看到的星体亮度，视星等越高，恒星越暗)，其中的一些甚至肉眼可见。

“苔丝”主要使命是在今后两年内“扫描”超过20万颗太阳系外离地球“最近、最亮”的恒星，确认是否有行星围绕它们公转。航空航天局预计，它会发现2万颗系外行星，其中50颗以上“与地球一般大小”，至多500颗体积“低于地球两倍大小”。^[2]

工程意义

NASA戈达德太空飞行中心GIP办公室负责人帕德·博伊德说：“GIP的目标是让TESS产生尽可能多的科学数据。TESS能对闪耀的年轻的恒星、恒星对以及邻近星系的超新星，甚至遥远活跃星系的超大质量黑洞进行观测。TESS将大幅拓宽我们的宇宙视野。”^[3]