離我們最近的巖石行星在哪裡?TESS升空尋找答案

2021-02-25 我是科學家iScientist

TESS的軌道不得不提，因為它實在太過古怪。

它既不像大多數人造衛星那樣在低地球軌道運行，也不像克卜勒望遠鏡那樣環繞太陽運行，而是沿著一條長橢圓軌道繞地球運轉，到地球的距離介於11萬千米到37.5萬千米之間。這條軌道還會翹起一個37°的傾角。

為什麼要給它安排這麼一條古怪的軌道呢？

因為這是一條特殊的軌道。它跟月亮有著某種恰到好處的同步，每當TESS抵達遠地點，也就是運行到離地球最遠的那一點時，月球總是會出現在跟TESS呈90°直角的位置上。不僅如此，TESS繞地球運轉一整圈所用的時間剛好是月球的一半，如此一來，當TESS抵達遠地點時，月亮會出現在它的一側，而再過大約13.6天，TESS再次抵達遠地點時，月亮會出現在它的另外一側。通過這種方式，月球引力的影響就會在一個月內相互抵消，使得TESS的軌道能夠保持穩定。

長橢圓軌道還有其他好處。它讓TESS遠離地球的磁場，而磁場會影響太空飛行器的運行。它還讓TESS永遠處在陽光照耀之中，以免受到熱脹冷縮的影響。在低地球軌道上，人造衛星每天都會經歷好幾次日出和日落，巨大的溫差會縮短人造衛星的使用年限。

為了抵達這樣一條奇怪的軌道，TESS將由獵鷹9號火箭發射升空，先抵達一條低地地球軌道，再通過二級火箭的再次點火，將軌道的遠地點推高到27萬千米左右。接下來，TESS將與火箭分離，用自身攜帶的推進器完成多次軌道抬升，直到它有機會從足夠近的地方飛掠月球。月球的引力將改變軌道的形狀和傾角，把TESS甩到最終的任務軌道上去。在那之後，TESS還要再經過2個月的試運行，以確保所有設備都運轉正常。

TESS將在一條特殊軌道上執行觀測任務。為了進入這條軌道，它還必須藉助月球引力的幫助。

接下來，行星搜尋將正式開始。

我發現，還從來沒有哪個太空飛行器被發射到這樣一條軌道上。事實上，就連這條軌道的概念，也是2013年才首次有人提出。數學計算證明這是可行的，如果這次任務成功演示了一點，估計未來會有更多的太空飛行器使用這條軌道。

由於必須藉助月球的引力，TESS的發射窗口非常狹窄，每次只有30秒時間。地球的自轉加上月球的位置都必須恰到好處才行。

所以，你有沒有收看發射直播呢？畢竟，能夠把地球、月亮、成千上萬顆鄰近恆星，以及可能存在的一大批類地行星全都牽扯在內的探測任務，可沒有那麼常見！

編譯來源：

Bad Astronomy, EVERYTHING YOU NEED TO KNOW ABOUT TESS, NASA'S NEW PLANET-FINDING SPACE OBSERVATORY

題圖來源：123rf.com.cn正版圖庫

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譯文來自果殼網

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