NASA近日宣布,將原定于近期發(fā)射的SPHEREx與PUNCH探測器,推遲至北京時間3月1日11時09分,從加州范登堡太空軍基地的SLC-4E發(fā)射臺升空。此次調(diào)整旨在為SpaceX的獵鷹9號運載火箭提供更加充裕的準(zhǔn)備時間,確保任務(wù)順利進(jìn)行。
SPHEREx,全稱宇宙歷史分光光度計、再電離紀(jì)元及冰層探測器,是NASA“創(chuàng)新級”科學(xué)任務(wù)的杰出代表。盡管其總重僅為500公斤,能耗也控制在270-300瓦,低于普通家用冰箱的水平,但項目耗資高達(dá)4.88億美元(約合35.4億元人民幣)。憑借高效的太陽能陣列系統(tǒng),SPHEREx的能源自給率達(dá)到了驚人的120%。
作為一項為期兩年的旗艦級天文觀測任務(wù),SPHEREx將以前所未有的精確度,繪制一張覆蓋整個天空的3D星系地圖。這一壯舉不僅將深化我們對宇宙膨脹理論的理解,還將揭示星系形成的歷史。NASA噴氣推進(jìn)實驗室的SPHEREx項目副經(jīng)理貝絲·法賓斯基在技術(shù)說明會上盛贊道:“這是用小望遠(yuǎn)鏡做大科學(xué)研究的典范。”
一旦進(jìn)入預(yù)定軌道,SPHEREx將執(zhí)行一系列精密的機(jī)動操作,利用低分辨率光譜技術(shù),每半年完成一次全天空的紅外掃描。它將收集我們銀河系中超過4.5億個星系和1億多顆恒星的全景圖,以及宇宙中所有輻射物體的綜合數(shù)據(jù)。與哈勃和詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡相比,SPHEREx憑借其全景觀測能力,在宇宙研究中獨樹一幟,能夠捕捉到其他望遠(yuǎn)鏡可能遺漏的珍貴現(xiàn)象。
此次任務(wù)將聚焦三大科學(xué)方向:首先是宇宙膨脹理論的驗證,通過記錄數(shù)億個星系的分布規(guī)律,捕捉大爆炸后瞬間空間急速膨脹在宇宙大尺度結(jié)構(gòu)上留下的微妙痕跡;其次是生命分子的溯源,利用102通道分光光度計,解析星際冰云中水、有機(jī)分子等生命基礎(chǔ)成分的光譜特征,建立首個星際冰分子三維分布圖;最后是星系演化密碼的破解,通過全天域深度觀測,構(gòu)建星系形態(tài)與環(huán)境關(guān)系的數(shù)據(jù)庫,追溯不同質(zhì)量星系從早期宇宙至今的演化軌跡。
為了“透視”不可見光波段,SPHEREx搭載了冷卻式探測器,能夠在近紅外波段工作,其靈敏度較現(xiàn)有設(shè)備提升了兩個數(shù)量級。其獨創(chuàng)的掃描策略采用時間域觀測法,通過周期性重復(fù)掃描,實現(xiàn)了動態(tài)宇宙的立體成像。
此次發(fā)射任務(wù)還采用了“一箭雙星”的模式,同箭搭載的PUNCH項目由四顆衛(wèi)星組成,專注于太陽風(fēng)形成機(jī)制的研究。兩個項目的協(xié)同觀測數(shù)據(jù),有望為建立從恒星形成到行星宜居性的完整知識鏈條提供有力支持。
SPHEREx項目經(jīng)理詹姆斯·范森表示:“我們期待這項任務(wù)能夠催生顛覆性的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。”隨著望遠(yuǎn)鏡進(jìn)入預(yù)定軌道,首批科學(xué)數(shù)據(jù)預(yù)計將在2024年第三季度向全球天文界開放。這一壯舉或?qū)⒅厮苋祟悓τ钪嫖镔|(zhì)循環(huán)與生命起源的認(rèn)知框架。