對它說再見吧！這位幫我們發現了2649顆系外行星的功臣

知識 03-22

是時候準備跟NASA的又一台空間探測器說再見了，這一次是開普勒空間望遠鏡。

開普勒空間望遠鏡，預計將在幾個月內徹底終結觀測任務。圖片來源：NASA

自2009年3月發射升空以來，開普勒望遠鏡已經「服役」9年多。截止到2018年3月8日，天文學家確認發現的太陽系外行星共有3743顆，其中2649顆由開普勒望遠鏡發現。也就是說，在我們已知的太陽系外行星中，有超過70%的行星是開普勒為我們人類「找到」的。

燃料即將耗盡

自投入使用以來，開普勒望遠鏡一直使用凌星測光法，在遙遠的恆星周圍搜尋行星的蹤跡。這種方法需要持續監測恆星的亮度，尋找周期性的亮度變暗現象。這些現象有可能就是一顆行星從恆星前方經過所致，也就是所謂的凌星。

在此期間，開普勒望遠鏡也面臨過一系列艱難的技術挑戰，包括兩台反應輪的失效。這一故障讓開普勒望遠鏡無法維持原先的指向，不得不終止原定的觀測任務。好在，開普勒團隊後來找到了辦法，使用少量燃料來替代失效的反應輪，讓開普勒望遠鏡繼續保持姿態穩定，得以執行後續的K2拓展任務。

開普勒望遠鏡當年在佛羅里達州發射，但是的工作人員在做最後的檢查。圖片來源：Time Magazine.

可惜，在執行了近4年的K2任務之後，開普勒望遠鏡上的燃料現在快要耗盡了。根據目前剩餘的燃料以及它的消耗速率，NASA估計開普勒望遠鏡只能繼續運行幾個月的時間了。

離別總會讓人傷感，不過在為開普勒望遠鏡感到惋惜之前，有些事情必須說明。比如，開普勒望遠鏡的運行時間已經超出了所有人的預期。自開始執行K2拓展任務時起，為了藉助陽光微弱的壓力來保持穩定，開普勒望遠鏡就不得不每3個月調整一次朝向。於是，它的觀測任務被迫以此為限，每3個月一期。開普勒團隊原先估計，望遠鏡上的推進劑大概夠用10期。然而，目前K2拓展任務已經完成了16期，現在正要開始第17期的任務。

在2013年兩台反應輪失效之後，藉助燃料和陽光的壓力，開普勒望遠鏡得以執行K2拓展觀測任務，但每3個月就必須調整一次朝向。圖片來源：NASA

開普勒望遠鏡的「遺產」

在NASA最近發布的一份新聞稿中，開普勒望遠鏡系統工程師查理?索貝克說：「現在我們估計，開普勒的燃料箱大概會在幾個月內枯竭——不過它之前的表現已經讓我們驚艷了！因此，儘管我們預期開普勒的飛行任務很快就會終結，但只要燃料還允許，我們就會繼續執行觀測任務。

開普勒團隊計劃在它的餘生里儘可能多地採集科學數據，並在燃料耗盡之前將數據傳回地球——因為一旦耗盡燃料，就意味著我們無法讓望遠鏡的天線對準地球來傳輸數據了。

以開普勒望遠鏡為主題的徽章。

圖片來源：Orbiter.ch Space News

「由於望遠鏡上沒有油量表，我們一直在監測燃料不足的跡象——比如燃料罐壓力的下降和推進器性能上的變化，」索貝克說，「不過歸根到底，我們也只能估計——並不能確定。這些測量數據會幫助我們決定，對科學數據的採集還能夠放心地持續到什麼時候。」

對於NASA的許多探測任務來說，都有這樣一套標準流程，即保留足夠的燃料來作最後一次變軌。比如卡西尼號土星探測器，就保留了燃料用來主動墜入土星大氣層，以避免它失控後撞上某一顆衛星，污染那裡有可能供養生命的環境。地球周邊的人造衛星通常也會在任務終結時進行最後的變軌，確保它們不會撞上其他人造衛星，或者乾脆讓它們落回地球。