人类在宇宙中是否会孤独? 行星又是如何形成的? 是否存在地外生命?这些是人类探索太空的永恒主题,也是科学家们不断追求的目标。欧美诸多国家都已开展了基于搜寻太阳系外宜居行星的太空探索活动,而我国科学家也不甘落后,提出了太阳系近邻宜居行星探索计划,并赋予了其一个浪漫的名字——“觅音计划”。
什么是“觅音计划”?“觅音计划”是面向航天强国建设战略需求而提出的太空探索计划。该计划将通过研制发射阵列望远镜,依靠分布式空间光学干涉技术,实现等效数十至数百米光学合成孔径,寻找、探测太阳系近邻的“另一个地球”,并对各类天体开展高分辨率成像和光谱观测,绘制太阳系水成份图谱,开启高分辨天文观测新纪元。“觅音计划”的目标是将上述各类航天器发射、转移至日地L2拉格朗日点附近轨道,航天器之间建立通信测量链路,形成编队值守状态;同时开展在轨测试及科学试运行,待各项技术与观测试验完成后,进入科学运行状态,完成既定科学观测任务。后续还将按需补充发射探测器实现系统扩容、功能扩展、性能提升。“觅音计划”有哪些亮点和意义?“觅音计划”是我国科学家建议的大型光学/红外空间天文台项目 ,拟通过空间分布式望远镜,以前所未有的超高分辨率在“第二个地球”的寻找和刻画、宇宙学哈勃常数危机、引力波源搜寻与星系形成、中等质量黑洞搜寻等重大科学问题上取得突破。
“觅音计划”将与深空探测互补,对太阳系天体开展普查、精测,揭示太阳系特性、行星系统共性。刻画太阳系天体形态、物理特性,绘制出太阳系分子成分、特别是水的分布图谱,揭示太阳系起源及动力学、化学成分演化过程,探究地球宜居条件形成过程及生命起源。
“觅音计划”目前仍处于技术攻关阶段,未来将通过一系列飞行实验、试验提高技术成熟度,并沿途取得科学发现。据介绍,该计划在2024年将通过发射航天科技集团的自主实验星开展在轨验证。主要将验证航天器亚毫米编队控制、亚微米星间测距以及分布式成像等技术实验,从而为核心技术实验星夯实平台技术基础。到2025年,计划搭载中国空间站开展光干涉技术实验,这项实验载荷将开展精度共相控制、空间光干涉成像演示验证,从而提升光学干涉共相控制技术的成熟度。
到2026年,计划发射核心技术实验星,并开展科学技术实验。该实验有望在国际上首次实现空间分布式光学干涉探测,演示验证觅音计划的核心技术,推动觅音计划工程立项。而到了2030年,阵列望远镜基本型将建成,届时将实现光干涉成像并达到国际先进技术水平,空间分辨率等核心技术指标也将达到国际领先,随后就将搜寻、证认一批近邻宜居行星。 “觅音计划”有哪些挑战和机遇?“觅音计划”是一项具有国际领先水平的太空探索项目,其面临的挑战和机遇并存。一方面,该项目需要突破多项前沿和关键技术,如分布式光学干涉、超导单光子测量与通信、亚毫米编队控制等 。这些技术都是国际上尚未完全掌握的领域,需要我国科学家不断攻坚克难,创新突破。另一方面,该项目也为我国航天事业提供了难得的机遇和平台,可以提升我国在太空科学和技术方面的国际影响力和话语权,可以培养一批高水平的航天人才和团队,可以推动相关产业的发展和升级。“觅音计划”是我国航天事业的一项重大战略举措,也是人类文明探索宇宙的一项重要贡献。我们期待着“觅音计划”的成功实施,为全人类搜寻宜居星球,揭开宇宙奥秘。