“柏拉图号”：寻找“超级地球”的望远镜

据法国媒体报道，欧空局拟在2024年发射柏拉图号太空望远镜寻找太阳系外行星，从而寻找地球般大小，能宜居的“超级地球”。那么，“柏拉图号”是一台怎样的望远镜？欧空局的深空探测实力又如何呢？

 

寻找人类新家园

就目前而言，在深空探测和空间科学研究领域，“美国宇航局说第二没人敢说自己是第一”，那排第二的是谁呢？答案是欧空局。目前，欧空局正在实施名为“宇宙愿景”的空间科学计划，按预算规模大小分为S、M和L三种类型，“柏拉图号”就是中量级中的第三个任务，用于探测系外行星。

得益于环保组织长期卓有成效的宣传，“我们只有一个地球”的口号深入人心。人类进入航天时代以来，随着以美国、苏联为首的航天强国对太阳系内各大行星的抵近探测，打破了人类美好的幻想，太阳系内不存在另一个适合人类生活的星球。

难道人类只能困局地球了吗？乐观派不这么想，他们把目光投向更远的系外行星。

系外行星围绕其他恒星公转，距离地球十分遥远，1992年人类才第一次确认了系外行星存在。虽然，1990年发射的哈勃太空望远镜为发现系外行星做出了不小贡献，但贡献最大的还是美国2009年发射的开普勒太空望远镜，它对超过10万颗恒星进行了探测，并取得了丰硕成果。截至2017年12月1日，开普勒太空望远镜已经发现了3710颗系外行星，这比其他探测器发现数量加起来还要多几倍。

在开普勒太空望远镜发现的系外行星中，有些位于恒星系统的宜居带。虽然，受限于目前技术手段，人类无法确认它们是否真的宜居，但开普勒太空望远镜对系外行星的发现毕竟为人类寻找新家园打开了一扇大门。

自成一派的“柏拉图号”

美国的开普勒太空望远镜一枝独秀，这让欧空局的科研人员羡慕嫉妒不已。因此，欧空局在2015~2025年的“宇宙愿景”计划中，准备研制和发射探测系外行星的航天器，这就是“柏拉图号”。

该探测器是一颗类似开普勒太空望远镜的航天器，专门用于探测和发现系外行星。2007年，“柏拉图号”的方案首次被提出，2011年2月成为欧空局第三个中量级探测器的4个备选方案之一，2014年“柏拉图号”获胜，成为“宇宙愿景”计划的M3探测器，并将于2018年开始制造。“柏拉图号”将搜索30到100万颗恒星，在太阳系外找出可能存在生命或宜居的系外行星。

虽然，科学目标都是探测系外行星，但“柏拉图号”和开普勒太空望远镜在设计上不一样。美国的开普勒太空望远镜是单个大口径光学望远镜，而“柏拉图号”的光学系统则是26个口径为12厘米的小型望远镜组成的阵列，可谓自成一派。

“柏拉图号”虽然没有巨大的口径，但独特的设计让它具有更强大的性能，它可以精确识别系外行星，对直径测量精度误差不超过3%，质量测量误差不超过10%。它还能进行更精确的光谱测量，研究系外行星的大气，从而更有效地分析系外行星的特征，判断系外行星是否宜居。

按照原计划，“柏拉图号”将于2024年使用俄罗斯联盟号火箭发射到日地第二拉格朗日点轨道。

从地平线2000到宇宙愿景

“柏拉图号”作为开普勒太空望远镜后又一探测系外行星的利器，仅是欧洲“宇宙愿景”的一个M级项目而已。

欧空局“宇宙愿景”计划是更早“地平线2000”计划的后续，“地平线2000”计划从1984年开始提出，诞生了一大批颇具影响力的深空探测和空间科学项目，其中包括美欧合作的太阳探测器SOHO，搭乘美国卡西尼号探测器的惠更斯号着陆器，用于X射线观测的XMM牛顿望远镜，以及罗塞塔彗星探测器等。

另外，“地平线2000”还促成了赫歇尔号太空望远镜和普朗克号太空望远镜，还有用于银河系观星的盖亚号太空望远镜，引力波探测的LISA先导星，明年还将发射这一计划的最后一个项目：欧日合作的贝皮-哥伦布号水星探测器。

作为成绩卓越的“地平线2000”计划的后续，“宇宙愿景”同样包括一系列从轻量级到重量级的探测项目。其中，轻量的S级预算控制在5000万欧元，目前已经通过了S1系外行星特征卫星和S2太阳风-磁层相互作用全景成像卫星（SMILE）项目。其中，SMILE属于中欧联合的科学项目；M级项目已经通过了M1太阳轨道器、M2欧几里得探测器和M3柏拉图号探测器等3个项目，M4尚未正式选定最后方案。

目前，L1木星冰月探测器已在研制中，计划2022年发射；L2项目也就是研究X射线的高能天体物理学先进望远镜，预计在2028年发射；用于引力波探测的L3LISA项目，要到2034年甚至更晚才能发射。

从30多年前的“地平线2000”到如今的“宇宙愿景”，欧空局以持续和专注的投入，在深空探测领域成绩显著，无论是在研究规模还是研究成果方面都仅次于美国。（作者：尼摩 来源：飞天科普周刊）