藝術概念圖：TESS衛星在觀察一顆被多個行星圍繞著的矮恆星。圖片來源：NASA官網
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）長期致力於對系外行星的搜尋勘測，從9年前的克卜勒太空望遠鏡，到今天的凌日系外行星勘測衛星（TESS），再到兩年後的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST），巨額金錢與技術的投入，皆是為了給地球之問找一個答案。
開路的克卜勒將功成身退
克卜勒太空望遠鏡是NASA首個用於搜尋太陽系外類地行星的探測器，其於2009年3月6日發射，至今已默默飛行了9年。它使用凌日法，通過目標恆星視覺亮度的變化判定其是否有行星存在。2013年5月，克卜勒太空望遠鏡發生了嚴重的機械故障，一個反應輪出現問題，使其無法穩定地保持原來的視野。無奈之下，NASA對克卜勒任務進行了調整，將後續任務命名K2任務（意為克卜勒第二階段任務），從2014年5月開始每3個月調整一次探測器視野，瞄向新的空域繼續進行科學觀測。
在9年時間裡，克卜勒太空望遠鏡取得了巨大的成功。NASA數據顯示，在克卜勒任務階段，科學家確認了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任務階段，科學家也確認了309顆系外行星。
隨著時間流逝，克卜勒太空望遠鏡的燃料行將耗盡，將在未來幾個月內結束自己的使命。
接棒的TESS欲大顯身手
作為克卜勒太空望遠鏡的繼任者，TESS同樣使用凌日法進行勘測，但其勘測目標恆星的亮度要比克卜勒任務目標恆星高30倍到100倍，所覆蓋空域則至少是克卜勒任務的350倍。
NASA為TESS設計了一個此前從未使用過的高地球軌道（HEO），這個軌道的熱穩定性更好，TESS所遭受的輻射也更小。依靠4個寬視場CCD相機，TESS擁有了一個24°×96°的開闊視場。任務期間，TESS將對26個24°×96°的空域（南、北半球各13個）逐一進行至少27天的勘測，最終在兩年時間裡完成對整個天空85%空域的勘測。
按計劃，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20萬顆恆星中選取15000顆作為重點勘測目標。科學家們預計，他們會藉助TESS發現大約2萬顆新的系外行星，估計其中至少有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，並幫助科學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量、大氣成分、光譜特徵等具體情況如何，它們中有沒有像地球一樣的星，則需要科學家們藉助大型望遠鏡進行後續的跟蹤研究才會找到答案。而計劃於2020年發射的JWST，將是科學家進行後續研究的最有力工具。
JWST被稱作下一代天文望遠鏡，由NASA、歐洲航天局和加拿大航空航天局聯合研發，最初計劃於2014年升空，但發射日期一再被推遲。儘管如此，全世界科學家仍對其寄予厚望，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提供了強大的觀測能力，將為科學家研究宇宙奧秘提供精確的觀測數據。在TESS為科學家列出的系外行星列表中，有無像地球這樣的星？相信科學家們藉助JWST，會給出最終答案。（科技日報華盛頓4月18日電）