“盖亚”的使命

杨孝文

2013年12月19日格林尼治时间9时12分，欧空局的“盖亚”号探测器在法属圭亚那的欧洲太空港搭乘俄罗斯的“联盟”号火箭发射升空。它搭载的被称为“十亿像素阵列”的超级相机，被喻为“盖亚之眼”，拥有前所未有的观测分辨率。在缓慢旋转的过程中，“盖亚”号的两部望远镜将对整个夜空进行扫描。“盖亚”号将成为迄今人类送入太空的体积最大的数码相机。

“盖亚”搭载的光谱仪将分析其观测范围内的每一颗恒星的详细物理特征， 并对它们的光度、有效温度、引力及元素组成进行分析。这种大规模的恒星调查活动，将为我们提供有关银河系的起源、结构和演化的观测数据。

“盖亚”号探测器每年绕太阳一圈，以拍摄恒星在太空中每个略微不同位置的照片。这样，它就能绘制出整个银河系的三维地图。它所携带的仪器还能探测出这些恒星是怎样围绕银河系中心运转的。

英国的一些大学和企业从欧空局手中拿下了大约6700万英镑（约合1亿美元）的合约，负责制造“盖亚”号的一些关键组件，包括相机传感器和微型推进系统。剑桥大学的一个先进的处理中心将负责筛选和消化“盖亚”号传回地球的数据。“盖亚”数据处理中心的负责人弗洛尔·范·莱文博士指出：“‘盖亚的传感器能够探测到人眼性能增强数千倍才能看到的物体，相当于从地球上测量月球上的一颗衬衫纽扣。这也意味着我们需要使用性能最为强大的计算机对数据进行分析。”

“盖亚”号探测器将对银河系内 10 亿颗恒星和上万个恒星系统的位置、间距以及本体运动进行测量，对这些恒星进行三维测绘；寻找运行在地球和太阳之间的阿波希利型小行星——该区域总是被强烈的阳光照射，所以很难用地面望远镜观测；同时，还将探测50万颗遥远的类星体，对爱因斯坦的广义相对论进行更加精确的验证。

按照计划，“盖亚”号将进入距地面 150 万千米的拉格朗日L2 点。该处是天体观测中一个较为理想的位置，拥有非常稳定的热环境，可获得比较高的观测效率，且辐射较低，能够对更广阔的太空区域进行观测。

“盖亚”号探测器包含两个望远镜，会持续以两个望远镜观测方向的垂直向为轴转动。它的自转轴会在天球上划出一个小幅度的运行轨迹，同时与太阳保持相同的夹角。通过从两个方向精确观测天体在天球上的相对位置，就可得到一个固定的参考系统。

“盖亚”号项目的英国首席研究员、剑桥大学的格里·基尔莫来教授表示：“‘盖亚号获取的数据，将让我们对宇宙的了解发生前所未有的革命性变化。我们对宇宙的认知，在很大程度上取决于我们观察到的东西。我们从未有机会看到宇宙内的一切，无从了解我们无法观测的区域、了解它们之间的关系。我们甚至不知道究竟有多少东西是我们不知道的。宇宙中存在大量未知天体，我们不清楚它们拥有怎样奇怪的特征。我们面临着数以百计的问题，例如，宇宙为何是现在这种状态？银河系如何诞生，由什么构成，质量是多大，如何演变成今天这样？‘盖亚号将带我们走进未知的宇宙区域。我们将发现全新的天体，发现一些我们认为不可能存在的天体。

盖亚是希腊神话中的大地之神，是众神之母，所有神灵中德高望重的显赫之神。欧空局将自己的最新太空探测器命名为“盖亚”，可见对它的重视程度以及对其卓越性能的自信。

1993年8月15日，欧空局于1989年8月8日发射的天体测量卫星“依巴谷”卫星寿终正寝。1993年10月，瑞典隆德大学的伦纳特·林德格伦和 ESA 的麦可 · 佩里曼提出设计并发射 “盖亚”号探测器以完成“依巴谷”卫星未竟的使命。2000年10月13日，欧空局科学计划委员会接受该计划，并将其列为“基石”任务的第6项计划。2006年2月9日，“盖亚”任务被定为B2期工程，并由阿斯特里姆负责硬件设备制造。endprint