楊孝文

2013年12月19日格林尼治時(shí)間9時(shí)12分，歐空局的“蓋亞”號探測器在法屬圭亞那的歐洲太空港搭乘俄羅斯的“聯(lián)盟”號火箭發(fā)射升空。它搭載的被稱為“十億像素陣列”的超級相機(jī)，被喻為“蓋亞之眼”，擁有前所未有的觀測分辨率。在緩慢旋轉(zhuǎn)的過程中，“蓋亞”號的兩部望遠(yuǎn)鏡將對整個(gè)夜空進(jìn)行掃描。“蓋亞”號將成為迄今人類送入太空的體積最大的數(shù)碼相機(jī)。

“蓋亞”搭載的光譜儀將分析其觀測范圍內(nèi)的每一顆恒星的詳細(xì)物理特征， 并對它們的光度、有效溫度、引力及元素組成進(jìn)行分析。這種大規(guī)模的恒星調(diào)查活動(dòng)，將為我們提供有關(guān)銀河系的起源、結(jié)構(gòu)和演化的觀測數(shù)據(jù)。

“蓋亞”號探測器每年繞太陽一圈，以拍攝恒星在太空中每個(gè)略微不同位置的照片。這樣，它就能繪制出整個(gè)銀河系的三維地圖。它所攜帶的儀器還能探測出這些恒星是怎樣圍繞銀河系中心運(yùn)轉(zhuǎn)的。

英國的一些大學(xué)和企業(yè)從歐空局手中拿下了大約6700萬英鎊（約合1億美元）的合約，負(fù)責(zé)制造“蓋亞”號的一些關(guān)鍵組件，包括相機(jī)傳感器和微型推進(jìn)系統(tǒng)。劍橋大學(xué)的一個(gè)先進(jìn)的處理中心將負(fù)責(zé)篩選和消化“蓋亞”號傳回地球的數(shù)據(jù)?！吧w亞”數(shù)據(jù)處理中心的負(fù)責(zé)人弗洛爾·范·萊文博士指出：“‘蓋亞的傳感器能夠探測到人眼性能增強(qiáng)數(shù)千倍才能看到的物體，相當(dāng)于從地球上測量月球上的一顆襯衫紐扣。這也意味著我們需要使用性能最為強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。”

“蓋亞”號探測器將對銀河系內(nèi) 10 億顆恒星和上萬個(gè)恒星系統(tǒng)的位置、間距以及本體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行測量，對這些恒星進(jìn)行三維測繪；尋找運(yùn)行在地球和太陽之間的阿波希利型小行星——該區(qū)域總是被強(qiáng)烈的陽光照射，所以很難用地面望遠(yuǎn)鏡觀測；同時(shí)，還將探測50萬顆遙遠(yuǎn)的類星體，對愛因斯坦的廣義相對論進(jìn)行更加精確的驗(yàn)證。

按照計(jì)劃，“蓋亞”號將進(jìn)入距地面 150 萬千米的拉格朗日L2 點(diǎn)。該處是天體觀測中一個(gè)較為理想的位置，擁有非常穩(wěn)定的熱環(huán)境，可獲得比較高的觀測效率，且輻射較低，能夠?qū)Ω鼜V闊的太空區(qū)域進(jìn)行觀測。

“蓋亞”號探測器包含兩個(gè)望遠(yuǎn)鏡，會(huì)持續(xù)以兩個(gè)望遠(yuǎn)鏡觀測方向的垂直向?yàn)檩S轉(zhuǎn)動(dòng)。它的自轉(zhuǎn)軸會(huì)在天球上劃出一個(gè)小幅度的運(yùn)行軌跡，同時(shí)與太陽保持相同的夾角。通過從兩個(gè)方向精確觀測天體在天球上的相對位置，就可得到一個(gè)固定的參考系統(tǒng)。

“蓋亞”號項(xiàng)目的英國首席研究員、劍橋大學(xué)的格里·基爾莫來教授表示：“‘蓋亞號獲取的數(shù)據(jù)，將讓我們對宇宙的了解發(fā)生前所未有的革命性變化。我們對宇宙的認(rèn)知，在很大程度上取決于我們觀察到的東西。我們從未有機(jī)會(huì)看到宇宙內(nèi)的一切，無從了解我們無法觀測的區(qū)域、了解它們之間的關(guān)系。我們甚至不知道究竟有多少東西是我們不知道的。宇宙中存在大量未知天體，我們不清楚它們擁有怎樣奇怪的特征。我們面臨著數(shù)以百計(jì)的問題，例如，宇宙為何是現(xiàn)在這種狀態(tài)？銀河系如何誕生，由什么構(gòu)成，質(zhì)量是多大，如何演變成今天這樣？‘蓋亞號將帶我們走進(jìn)未知的宇宙區(qū)域。我們將發(fā)現(xiàn)全新的天體，發(fā)現(xiàn)一些我們認(rèn)為不可能存在的天體。

蓋亞是希臘神話中的大地之神，是眾神之母，所有神靈中德高望重的顯赫之神。歐空局將自己的最新太空探測器命名為“蓋亞”，可見對它的重視程度以及對其卓越性能的自信。

1993年8月15日，歐空局于1989年8月8日發(fā)射的天體測量衛(wèi)星“依巴谷”衛(wèi)星壽終正寢。1993年10月，瑞典隆德大學(xué)的倫納特·林德格倫和 ESA 的麥可 · 佩里曼提出設(shè)計(jì)并發(fā)射 “蓋亞”號探測器以完成“依巴谷”衛(wèi)星未竟的使命。2000年10月13日，歐空局科學(xué)計(jì)劃委員會(huì)接受該計(jì)劃，并將其列為“基石”任務(wù)的第6項(xiàng)計(jì)劃。2006年2月9日，“蓋亞”任務(wù)被定為B2期工程，并由阿斯特里姆負(fù)責(zé)硬件設(shè)備制造。endprint