宇宙浩渺，充斥億萬顆星辰。作為人類棲居的星球，地球或許是這億萬中最獨(dú)特的一顆，但它是唯一的嗎？茫茫宇宙，可還有像我這樣的星？這是地球之問，更隱含著人類的期冀：在億萬星辰中找到另一個地球，探尋生命的初始與未來。

美國國家航空航天局（NASA）長期致力于對系外行星的搜尋勘測，從9年前的開普勒太空望遠(yuǎn)鏡，到今天的凌日系外行星勘測衛(wèi)星（TESS），再到兩年后的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST），巨額金錢與技術(shù)的投入，皆是為了給地球之問找一個答案。

開路的開普勒將功成身退

開普勒太空望遠(yuǎn)鏡是NASA首個用于搜尋太陽系外類地行星的探測器，其于2009年3月6日發(fā)射，至今已默默飛行了9年。它使用凌日法，通過目標(biāo)恒星視覺亮度的變化判定其是否有行星存在。2013年5月，開普勒太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)生了嚴(yán)重的機(jī)械故障，一個反應(yīng)輪出現(xiàn)問題，使其無法穩(wěn)定地保持原來的視野。無奈之下，NASA對開普勒任務(wù)進(jìn)行了調(diào)整，將后續(xù)任務(wù)命名K2任務(wù)（意為開普勒第二階段任務(wù)），從2014年5月開始每3個月調(diào)整一次探測器視野，瞄向新的空域繼續(xù)進(jìn)行科學(xué)觀測。

在9年時間里，開普勒太空望遠(yuǎn)鏡取得了巨大的成功。NASA數(shù)據(jù)顯示，在開普勒任務(wù)階段，科學(xué)家確認(rèn)了2343顆系外行星，其中體積不超過兩個地球大小的宜居帶行星有30個；而在K2任務(wù)階段，科學(xué)家也確認(rèn)了309顆系外行星。

隨著時間流逝，開普勒太空望遠(yuǎn)鏡的燃料行將耗盡，將在未來幾個月內(nèi)結(jié)束自己的使命。

接棒的TESS欲大顯身手

作為開普勒太空望遠(yuǎn)鏡的繼任者，TESS同樣使用凌日法進(jìn)行勘測，但其勘測目標(biāo)恒星的亮度要比開普勒任務(wù)目標(biāo)恒星高30倍到100倍，所覆蓋空域則至少是開普勒任務(wù)的350倍。

NASA為TESS設(shè)計(jì)了一個此前從未使用過的高地球軌道（HEO），這個軌道的熱穩(wěn)定性更好，TESS所遭受的輻射也更小。依靠4個寬視場CCD相機(jī)，TESS擁有了一個24°×96°的開闊視場。任務(wù)期間，TESS將對26個24°×96°的空域（南、北半球各13個）逐一進(jìn)行至少27天的勘測，最終在兩年時間里完成對整個天空85%空域的勘測。

按計(jì)劃，TESS將在第一年勘測北半天球，第二年勘測南半天球。NASA會從距離地球30光年到300光年之間的大約20萬顆恒星中選取15000顆作為重點(diǎn)勘測目標(biāo)。科學(xué)家們預(yù)計(jì)，他們會借助TESS發(fā)現(xiàn)大約2萬顆新的系外行星，估計(jì)其中至少有50顆行星的體積與地球相似，而不超過兩個地球大小的行星將達(dá)到500顆。

蓄勢的韋伯或給出答案

作為系外行星“獵手”，TESS能在茫茫星海中找到系外行星，并幫助科學(xué)家確定這些行星的最基本情況，如大小、軌道，但這些系外行星的質(zhì)量、大氣成分、光譜特征等具體情況如何，它們中有沒有像地球一樣的星，則需要科學(xué)家們借助大型望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行后續(xù)的跟蹤研究才會找到答案。而計(jì)劃于2020年發(fā)射的JWST，將是科學(xué)家進(jìn)行后續(xù)研究的最有力工具。

JWST被稱作下一代天文望遠(yuǎn)鏡，由NASA、歐洲航天局和加拿大航空航天局聯(lián)合研發(fā)，最初計(jì)劃于2014年升空，但發(fā)射日期一再被推遲。盡管如此，全世界科學(xué)家仍對其寄予厚望，將其視作未來十年最重要的天文觀測臺。6.5米口徑的主反射鏡為JWST提供了強(qiáng)大的觀測能力，將為科學(xué)家研究宇宙奧秘提供精確的觀測數(shù)據(jù)。在TESS為科學(xué)家列出的系外行星列表中，有無像地球這樣的星？相信科學(xué)家們借助JWST，會給出最終答案。