NASA 正在退役其唯一專用的小行星探測太空望遠鏡，結束一項為期 10 年的任務，該任務最初是作為完全不同的東西開始的：一個旨在為科學家開啟紅外宇宙視野的天體物理學探測器。
該望遠鏡於 2009 年作為廣域紅外巡天探測器 (WISE) 發射到地球軌道，對紅外天空進行了一年的測繪，然後在 2011 年初冷卻劑耗盡後進入休眠狀態。但在 2013 年末，NASA 重新喚醒了該航天器，並重新命名為近地天體廣域紅外巡天探測器 (NEOWISE)——指的是它的新目標，即軌道使其在地球附近飛掠的小行星。
但即使是第二次生命，也沒有人期望這架非常高效的望遠鏡能夠持續這麼久。即使是現在，NASA 結束 NEOWISE 任務的原因也僅僅是因為該航天器已下沉到地球稀薄的上層大氣中，以至於它將在短短幾個月內燒成碎片。該望遠鏡於 7 月 31 日結束其巡天任務；NASA 將於 8 月 8 日向該航天器傳送最終關閉指令。
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“我不覺得這是一個很大的損失，”加州大學洛杉磯分校的天文學家愛德華·賴特說，他是 WISE 任務的首席研究員。“這是一個非常成功的任務，所以我對此感到非常高興……唯一給我們帶來麻煩的是大氣層，實際上，我不能抱怨大氣層，因為我每天都在呼吸它。”
WISE 時代
在 20 世紀 90 年代，賴特和他的同事開始討論將成為 WISE 的望遠鏡，這受到了紅外探測器改進的啟發。“基本上，我們說我們想找到獨特的物體，”賴特說。這就是 WISE 如何成為專注於紅外光的全面天空巡天探測器的原因，紅外光的波長比可見光長，這使得科學家能夠穿透通常會隱藏恆星和星系的塵埃。
賴特對該任務的願望清單包括兩個特定目標。他想找到宇宙中最明亮的星系——望遠鏡確實做到了，發現了一個亮度高達 300 萬億個太陽的星系。他還想找到離太陽最近的恆星，他懷疑那會是一顆棕矮星——一個微弱發光的 газовое 物件，比木星大幾倍，但仍然太小，無法將氫聚變成氦並像“真正”的恆星那樣發光。儘管半人馬座阿爾法星三星系統仍然是太陽已知的最近恆星鄰居，但 WISE 確實確定了一對棕矮星，距離我們的太陽系僅 6.5 光年。
甚至在它的小行星探測全盛時期之前，WISE 任務就與行星科學家和天體物理學家一樣聞名。憑藉其全部能力，該航天器能夠窺視火星和木星之間的主小行星帶，觀察太陽系該區域的 150,000 多顆太空岩石。“它簡直就是一個小行星探測惡魔，”賴特在談到望遠鏡的主要任務時說。
事實上，正是在望遠鏡的 WISE 時代，該專案的科學家們取得了艾米·邁因澤爾至今仍最喜歡的發現，艾米·邁因澤爾是加州大學洛杉磯分校的行星科學家，也是 NEOWISE 任務的首席研究員。該發現是有史以來首次地球軌道上的特洛伊小行星的發現。特洛伊小行星沿著與行星相同的軌道繞太陽執行，要麼拖在後面，要麼超前——木星擁有這些岩石的最大群體，超過 13,000 顆，但其他行星也聲稱擁有少量。WISE 確定，地球也有一顆：一塊 1,000 英尺寬的岩石。“我認為這真的很酷，”邁因澤爾說。“事實證明地球有一個小小的朋友——實際上並不那麼小。”
但即使在宣佈這項發現時，WISE 也已處於休眠狀態，在航天器耗盡冷凍氫後斷電，冷凍氫使其靈敏的探測器保持在絕對零度以上幾度的極低溫度。沒有冷卻劑，望遠鏡無法再在其四個觀測波段中的兩個波段中獲得高質量的科學資料。對於天體物理學家來說，望遠鏡的吸引力已經褪色，因此他們和 NASA 正式繼續前進。
一項新任務
但邁因澤爾和其他團隊成員不準備放棄望遠鏡。他們已經嚐到了它在小行星方面可以做到的事情，他們想要更多。儘管失去需要極端冷卻的兩個波段意味著 WISE 無法再窺視主小行星帶，但邁因澤爾和她的同事認為，望遠鏡可以在探測其他稱為近地小行星的太空岩石方面發揮真正的作用。
近地小行星不如它們的主帶同類小行星常見，但它們具有額外的意義：除了像所有小行星一樣向科學家講述太陽系的歷史外，那些離我們星球最近的小行星也讓研究人員能夠評估有一天可能會撞擊地球的可能性，這可能會將城市從地圖上抹去，並引發像導致恐龍滅絕那樣的突發性全球氣候變化。
邁因澤爾認為，NEOWISE 可以利用其剩餘的兩個觀測波段，在發現以前未知的近地小行星的同時，對我們附近已知物體的大小和成分進行表徵，從而獲得新的生命。NASA 同意了，預計重啟後的任務將持續一兩年。
“將它拉進來並利用這項資產是很自然的，”NASA 行星科學家兼 NEOWISE 任務專案科學家邁克·凱利說，他在望遠鏡從休眠狀態中醒來後加入了該團隊。* “重複使用航天器是有道理的，因為它就在那裡，我們有它的用途，”他說。“我們不必發射任何東西。”
復活航天器的努力得到了回報，NEOWISE 在 2013 年收集了它的第一個新資料。“這就像聖誕節、新年、光明節和我的生日，都在一起了，”邁因澤爾在談到望遠鏡重新開始工作的那一刻時說，這次的重點是地球附近的小行星。
（凱利說，另一個亮點出現在 2020 年，當時NEOWISE 在 COVID 大流行最黑暗的日子裡發現了一顆明亮的彗星。）
科學家們有三種主要的研究近地小行星的策略，但每種策略都有侷限性。地面望遠鏡可以在可見光中發現小行星，但難以確定它們的大小。一種稱為行星雷達的技術將光波從小行星上反射回來並捕捉回波以繪製其形狀，但該方法只能研究地球一定距離內的岩石，並且過於有針對性，不適合更廣泛的發現巡天。然後是紅外儀器，例如 NEOWISE，它根據陽光照射溫暖的表面發出的光芒來發現岩石。紅外研究使天文學家能夠看到更小和光學上更暗的小行星，並更好地測量物體的大小，但由於地球大氣層阻擋了大部分紅外光，因此必須在太空中進行此類觀測。
NEOWISE 對近地小行星進行了十年成功的紅外研究，徹底說服了邁因澤爾——以及 NASA——需要一臺針對這些觀測進行最佳化的類似望遠鏡。“我們意識到，如果我們做一些設計上的改變，我們可以做得更好，”她說。NASA 於 2019 年正式開始計劃這項名為近地天體測量者的任務，該航天器計劃於 2027 年 9 月發射。
近地天體測量者不會繞地球軌道執行，而是前往 L1，這是一個引力穩定點，距離地球約 150 萬公里，位於太陽的方向。從那個有利位置，望遠鏡將能夠看到更多地球軌道附近的太空。為其供電的太陽能電池板也將使其免受太陽熱量的影響，而不是攜帶固體氫來保持涼爽。因此，雖然主要任務將持續五年，但科學家預計該航天器可以執行 10 年甚至 12 年。
因此，NEOWISE 的遺產將繼續存在，既體現在它收集的資料中，也體現在 NASA 的下一個小行星獵手中。但大氣層將在 12 月或 1 月——最遲 2 月將望遠鏡拉出天空，賴特說，如果太陽耀斑沒有擾亂大氣層並膨脹其外層空氣的話。事實上，除了幸運地沒有出現重大故障外，太陽在航天器在軌期間大部分時間都相對平靜，這是使任務持續如此之久的最大因素。
邁因澤爾說，NEOWISE 長期以來一直在借來的時間裡執行。“它完全超出了我對它能持續這麼久的預期，”她說。“為此，我們必須感謝太陽——以及真正偉大、才華橫溢的工程師，他們讓航天器保持活力。”
*編者注（2024 年 7 月 31 日）：這句話在釋出後經過編輯，以更正邁克·凱利在 NEOWISE 任務中的角色。