美国宇航局(NASA)十多年来对地球周围天体进行编目的NEOWISE任务已经结束

2025-07-30 10:12来源:本站

  Space, with a bright line in the center representing stars and galaxies.

  NASA的NEOWISE项目为天文学家提供了近地天体的详细视图——其中一些可能会撞击地球——在10多年后结束了它的任务,并在重新进入大气层时燃烧。

  在晴朗的夜晚,天空中充满了明亮的物体——从恒星、大行星和星系到在地球附近飞行的微小小行星。这些小行星通常被称为近地天体,它们的大小各不相同。有些直径几十公里或更大,而另一些直径只有几十米或更小。

  有时,近地天体会以大约每秒10英里(每秒16公里)或更快的速度撞向地球。这大约是步枪初速的15倍。这种速度的撞击很容易破坏地球表面和上面的任何东西。

  在人的一生中,大型近地天体的撞击通常是罕见的。但在数百万到数十亿年的地质时间尺度上,它们更为频繁。最好的例子可能是大约6500万年前,一颗6英里宽(10公里宽)的小行星撞击地球,杀死了恐龙,并形成了希克苏鲁伯陨石坑。

  较小的撞击在地球上很常见,因为有更多的近地小天体。一项名为“行星防御”的国际社会努力通过对尽可能多的近地天体进行分类和监测,包括那些接近地球的天体,保护人类免受这些太空入侵者的侵害。研究人员将可能与地球表面相撞的近地物体称为潜在危险物体。

  NASA于2013年12月开始了NEOWISE任务。这次任务的主要重点是使用宽视场红外巡天探测器的太空望远镜来近距离探测和表征小行星和彗星等近地天体。

  NEOWISE通过对近地天体的分类研究为行星防御工作做出了贡献。在过去的十年里,它帮助像我们和我们的同事这样的行星捍卫者研究近地天体。

  An illustration of the WISE spacecraft, which looks like a me<em></em>tal cylinder with a solar panel attached.

  NEOWISE是一个改变游戏规则的任务,因为它彻底改变了如何调查近地天体。

  NEOWISE任务继续使用美国宇航局WISE任务的航天器,WISE任务从2009年底持续到2011年,进行了一次全天红外巡天,不仅探测近地天体,还探测遥远的天体,如星系。

  宇宙飞船从北向南绕地球运行,经过两极,它在太阳同步轨道上,在那里它可以看到太阳在同一方向随着时间的推移。这个位置使它能够有效地扫描整个天空。

  该航天器可以通过探测它们在中红外范围内发出的信号来探测天文和行星物体。

  人类的眼睛可以感知可见光,这是一种400到700纳米的电磁辐射。当我们用肉眼观察天空中的星星时,我们看到的是它们的可见光成分。

  然而,中红外光的波长在3到30微米之间,人眼是看不见的。

  物体受热时,把热量储存为热能。除非物体是隔热的,否则它会以中红外范围内的电磁能量的形式持续释放能量。

  这一过程被称为热辐射,发生在近地天体被太阳加热后。小行星越小,它的热辐射就越微弱。NEOWISE航天器可以高灵敏度地探测近地物体的热辐射,这意味着它可以探测到小行星。

  但小行星并不是唯一释放热量的物体。航天器的传感器也可以从其他来源收集热量,包括航天器本身。

  为了确保航天器的热量不会妨碍搜索,WISE/NEOWISE航天器的设计使其能够使用当时最先进的固体氢低温冷却系统主动冷却自身。

  由于航天器的设备需要非常灵敏才能探测到遥远的物体,所以它使用了极冷的固体氢来冷却自己,避免任何可能影响仪器灵敏度的噪音。最终,冷却剂耗尽了,但直到WISE成功完成了它的科学目标。

  在主动冷却自身的低温阶段,航天器的运行温度约为-447华氏度(-266摄氏度),略高于宇宙的温度,约为-454华氏度(-270摄氏度)。

  低温阶段从2009年持续到2011年,直到航天器在2011年进入冬眠。

  冬眠期结束后,美国宇航局决定重新启动NEOWISE任务下的WISE航天器,更专注于探测近地天体,即使没有低温冷却,这仍然是可行的。

  在这个重新激活阶段,探测器不需要像在低温冷却阶段那样敏感,航天器也不需要像在低温冷却阶段那样保持低温,因为近地天体比WISE的遥远目标更近。

  失去主动冷却系统的后果是,飞船上的四个长波探测器中有两个变得太热,无法再工作,限制了飞船的能力。

  尽管如此,NEOWISE还是利用它的两个运行中的探测器对以前和新探测到的近地天体进行了持续的详细监测。

  截至2024年2月,NEOWISE已经对太阳系中大约4.4万个不同的物体进行了150多万次红外测量。其中包括大约1600个近地天体的发现。NEOWISE还提供了超过1800个近地天体的详细尺寸估计。

  尽管该任务对科学和行星防御做出了贡献,但它于2024年8月退役。该航天器最终开始向地球表面坠落,直到它重新进入地球大气层并于2024年11月1日烧毁。

  NEOWISE对寻找近地天体的贡献使科学家对地球周围的小行星有了更深入的了解。这也让科学家们更好地了解了他们需要克服哪些挑战才能探测到微弱的物体。

  那么,NEOWISE找到了所有的近地天体吗?答案是否定的。大多数科学家仍然认为,还有更多的近地天体需要被识别,尤其是较小的天体。

  An illustration showing the NEO Surveyor craft, which looks like a small box with a square lens and a satellite dish, floating through space

  为了继承NEOWISE的遗产,美国宇航局正在计划一项名为近地天体勘测者的任务。近地天体勘测者将是下一代太空望远镜,可以更详细地研究近地小行星,主要是为美国宇航局的行星防御工作做出贡献。它将识别出数十万个直径只有33英尺(10米)的近地天体。该航天器计划于2027年发射。

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