私人基金會計劃籌集4.5億美元建造太空望遠(yuǎn)鏡尋找威脅地球的小行星 _NASA

目前NASA只確認(rèn)了100萬顆在近地球區(qū)域運行的大型小行星中的1% 。(eeook.com插圖)
據(jù)中國科學(xué)報：考慮到美國宇航局并不能完成尋找小行星的相關(guān)任務(wù)，一個私人基金會計劃籌集4.5億美元建造太空望遠(yuǎn)鏡，尋找可能威脅地球的小行星。
在Antoine de Saint-Exupéry的小說《小王子》中，一位滯留在撒哈拉沙漠的飛行員遇到了來自B-612星球的小生命。除此之外，“還有成百上千顆其他的小星球。”Saint-Exupéry寫道，“其中一些小到人們用望遠(yuǎn)鏡都很難看到。”
不過，這個數(shù)字過于保守了。在近地軌道上，可能存在100萬顆質(zhì)量比遠(yuǎn)洋郵輪大很多的小行星，并且?guī)缀醵歼€不能被望遠(yuǎn)鏡觀測到。一些這樣的近地天體（NEOs）遠(yuǎn)不及小王子的領(lǐng)地那么無害友善，它們是潛在的殺手。
至少40米寬的小行星與地球碰撞可以摧毀一個大都市，而1千米寬的小行星可以摧毀大洲的一部分。由美國宇航局（NASA）資助的搜索所發(fā)現(xiàn)的小行星中，大多數(shù)都是千米量級的。行星科學(xué)家認(rèn)為，要想觀測到所有的NEOs將需要一個專屬的空間天文臺——花費至少5億美元。目前NASA正處于預(yù)算很少的時代，就連目前的任務(wù)（2005年國會命令其確定90%至少140米寬的NEOs）都落后于預(yù)定計劃——目前只發(fā)現(xiàn)了10% 。
“我認(rèn)為該機構(gòu)有一點回避責(zé)任。”NASA的NEOs觀測項目專員Lindley Johnson說，“我從未奢望過它會發(fā)展出這樣一種強大的能力。”
如今，天文學(xué)家和他們的B612基金會對此實現(xiàn)了突破。該基金會設(shè)定目標(biāo)，準(zhǔn)備在2018年7月之前啟動一個4.5億美元的任務(wù) 。被稱為“哨兵”的紅外望遠(yuǎn)鏡將會在金星附近的一個有利位置觀測到50萬顆NEOs 。B612擁有一個由退休的行星科學(xué)家組成的明星團(tuán)隊，并與波爾航空航天技術(shù)公司簽訂了用于建造和運行衛(wèi)星的價格合同。
在這種進(jìn)入地球軌道的商業(yè)冒險新經(jīng)濟(jì)中，B612基金會旨在使用慈善基金來推進(jìn)深空探索。幾乎所有人都認(rèn)為“哨兵”對地球周圍環(huán)境中天體的動態(tài)制圖將會改變行星科學(xué) 。新墨西哥州桑迪亞國家實驗室的碰撞專家、物理學(xué)家Mark Boslough表示：“如果我們要嚴(yán)肅地對待小行星碰撞的威脅，就必須這么做。”
團(tuán)隊組建
B612的代表人物是兩代宇航員：CEO是50歲的Edward Lu，董事會名譽主席是77歲的Russell Schweickart 。他們的熱情和過往經(jīng)歷提升了B612的聲譽。來自加州斯坦福大學(xué)的“哨兵”項目工程師Scott Hubbard是NASA火星項目的前負(fù)責(zé)人，他說：“他們在社會上有特殊的地位。”
作為天體物理學(xué)家和太陽科學(xué)家，Lu曾在2003年哥倫比亞航天飛機失事后，完成了兩個航天任務(wù)，并在國際空間站待過6個月。2007年離開NASA后，Lu擔(dān)任谷歌公司尖端計劃的項目經(jīng)理——不過保護(hù)地球?qū)λ麃碚f有不可抗拒的吸引力。
這種職業(yè)轉(zhuǎn)換則花費了Schweickart更長的時間。1963年，他由空軍戰(zhàn)斗機飛行員被挑選成為NASA的第三類宇航員。1969年3月，他乘坐阿波羅9號進(jìn)入太空，在太空漫步中得以觀看了5分鐘的地球。
事后他回憶道：“當(dāng)時你非常清楚地知道你是人類的傳感器，你必須將它（地球的照片）帶回來，這是一種特殊的責(zé)任。”1998年，他聽到斯坦福大學(xué)的地球物理學(xué)家Norman Sleep談?wù)摰厍蚺鲎驳臍v史。“那些令人難以置信的能量出乎我的意料。”他說。
很快，Lu和Schweickart開始討論如何避免這樣的碰撞發(fā)生。他們與普林斯頓高級研究所的天體物理學(xué)家Piet Hut以及博爾德西南研究所的行星科學(xué)家Clark Chapman一起于2002年建立了B612基金會。
在最初的10年中，他們和同事尋找能在NEOs碰撞地球之前10年提供警告的方法。Lu和天文學(xué)家Stanley Love設(shè)計了“重力拖拉機”——懸停在NEOs附近并改變其軌道的宇宙飛船。另外研究顯示，如果提前在足夠遠(yuǎn)的地方將物體拋射到小行星上，也能達(dá)到同樣效果。“我們得出結(jié)論，偏轉(zhuǎn)小行星是可行的。找到剩下的99%的NEOs是最大的問題。”Lu說。
該團(tuán)隊一直在推動NASA增加對危險小行星的搜索。當(dāng)Lu表示政府似乎無法投入資金時，一位工程師對他說：“為什么你們不來做這件事呢？”Lu打電話與Schweickart商量，隨后B612的新目標(biāo)便明確了。
除了Hubbard外，他們還聘請從波爾公司退休的Harold Reitsema擔(dān)任任務(wù)指導(dǎo)，同樣來自波爾公司的John Troeltzsch擔(dān)任項目負(fù)責(zé)人，以及西南研究所的Marc Buie擔(dān)任項目科學(xué)家。
相似的金星軌道
Troeltzsch將“哨兵”描述為“巔峰使命”，因其對其他空間探測器（如著名的開普勒號、斯皮策紅外望遠(yuǎn)鏡等）的繼承。波爾公司在這些探測器中都起著核心作用。
波爾公司與B612的合同為“哨兵”項目定下了約2.5億美元的花費；發(fā)射、運行和人員配給將花費另外的2億美元。在談話中，Lu指定發(fā)射日期為2018年7月20日——Neil Armstrong踏出太空第一步的紀(jì)念日。該任務(wù)會持續(xù)6年半，尋找90%直徑大于140米的小行星和一半直徑小于40米的小行星。若該任務(wù)持續(xù)10年，將會找到更多。
“哨兵”中最引人注目的方面是其與金星軌道相似的運行軌道設(shè)計。Buie稱，這將允許“哨兵”在遠(yuǎn)離太陽的位置望向地球時，可以觀測到被完全照亮的小行星。
【私人基金會計劃籌集4.5億美元建造太空望遠(yuǎn)鏡尋找威脅地球的小行星】不過這意味著妥協(xié) 。比如，馬薩諸塞州史密森天體物理天文臺小行星中心的主管Tim Spahr稱，“哨兵”偏遠(yuǎn)的位置意味著，它也許不能像在較近的位置那樣探測到那么多40米寬的更小的NEOs 。
另外，“哨兵”到地球的距離限制了其可以發(fā)回的數(shù)據(jù)數(shù)量。B612與NASA簽訂了協(xié)議，可以使用NASA的無線電天線深空網(wǎng)絡(luò)來下載數(shù)據(jù) ，不過為了減少負(fù)擔(dān)，機載計算機將允許“哨兵”只傳輸那些有物體在一個小時內(nèi)移動過的圖像。
Reitsema稱，B612團(tuán)隊徹底解析了“哨兵”的軌道選擇，知道它并不能捕捉到所有東西。不過他認(rèn)為，驅(qū)使進(jìn)行該設(shè)計的目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)90%的140米和更大尺寸的小行星，正如國會批準(zhǔn)的那樣，“我們很自信，金星軌道是最合適的” 。
籌款計劃
對B612計劃的整體反響是積極的。“我認(rèn)為他們使所有的事情都在正確的方向上進(jìn)行。”NASA噴氣推進(jìn)實驗室NEOs項目辦公室主管Donald Yeomans如是說，不過他擔(dān)心其慈善目標(biāo)過于宏大。
基金會當(dāng)下的目標(biāo)是在明年前籌集2000萬美元的捐款，并在接下來的10年中每年至少籌集4000萬美元。最近由NASA新興太空辦公室的項目執(zhí)行人、經(jīng)濟(jì)學(xué)家Alexander Mac-Donald開展的研究顯示，B612的資金目標(biāo)并不比經(jīng)典的天文學(xué)項目更宏大。他計算了在第二次世界大戰(zhàn)之前建造的重要天文臺的花費，當(dāng)他將這些花費換算成2008年美國國內(nèi)生產(chǎn)總值的比例后，他發(fā)現(xiàn)加利福尼亞威爾遜山天文臺和威斯康星州耶基斯天文臺的花費分別是4.08億美元和4.41億美元。其他的天文臺花費則更貴。
如果B612資金短缺，NASA可能會承接該項目嗎？“我們很樂意探討更深層次的公私合作關(guān)系。”Lu稱， “我們的目標(biāo)并不是我們來建造望遠(yuǎn)鏡，而是完善該望遠(yuǎn)鏡。”(eeook.com)