遮蔽恆星光芒尋找第二個地球,NASA 與 MIT 聯手打造巨型「花朵遮星板」
美國國家航空暨太空總署(NASA)與加州理工學院團隊提出一項全新觀測構想,打算利用太空中的巨型「遮星盾」(Starshade)結合地面超大型望遠鏡,直接捕捉岩石質類地系外行星的微弱光芒。這套名為「類地系外行星混合觀測站」(HOEE)的方案,核心宗旨在於解決母恆星光芒過於耀眼、導致地球大小的行星長期難以被直接拍攝的難題。
研究團隊指出,現有的頂尖太空儀器如詹姆斯韋伯太空望遠鏡(JWST)的近紅外相機,以及規畫中的羅曼太空望遠鏡日冕儀,均無法直接觀測岩石質類地行星,因此極需一套能與現有大型地面望遠鏡協同運作的高效方案。
根據 HOEE 規畫,遮星盾將部署在距離地球約 17.5 萬公里的橢圓軌道上,正好夾在地面望遠鏡與目標恆星之間:
過濾大氣層外雜訊:NASA 戈達德太空飛行中心高級天體物理學家弗拉基米爾·艾拉佩蒂安(Vladimir Airapetian)表示,這種做法能在星光進入地球大氣層前先行抑制、創造「人造日食」,使行星反射出的微弱可見光能被地面儀器清晰接收。
鎖定 20 光年內宜居目標:若成功運作,系統可直接成像距地球約 20 光年內的鄰近岩石行星,更能清晰分辨系外行星系統,協助科學家尋找生命的化學訊號。
首要合作對象:目前鎖定正在智利北部建設、預計 2030 年底前展開首次科學觀測的歐洲南方天文台「極大望遠鏡」(ELT)。
這座太空遮星盾具備極高的幾何精度與輕量化要求:
精密花瓣結構:預計採用 48 片長 24.5 公尺的花瓣,圍繞直徑約 50 公尺的中央圓盤展開。
高精度微型推進:部署後需靠微型推進器維持約 6 公尺以內的定位精度,確保精準對齊。
折疊充氣設計:為降低運載負擔,遮星盾將採用可折疊、可充氣結構,將發射總質量嚴格控制在 1,500 公斤(1.5 公噸)以下。
目前 HOEE 團隊已向 NASA「創新先進概念計畫」(NIAC)申請 B 階段資助,目標於 2027 年獲得正式批准。艾拉佩蒂安預估,該計畫整體建置成本約落在 10 億美元等級,能以極高效益加快人類尋找「第二個地球」的腳步。
(首圖來源:NASA)