NASA 即将执行的 SPHEREx 任务将与詹姆斯韦伯太空望远镜有一些相似之处。但这两个天文台将采用截然不同的方法来研究天空。

SPHEREx 任务将能够每六个月扫描一次整个天空，并创建一张前所未有的宇宙地图。计划不迟于 2025 年 4 月发射，它将探索宇宙大爆炸后第一秒内发生的事情，星系如何形成和演化，以及对生命形成至关重要的分子的普遍性，如水，在我们的身体中像冰一样被锁住。星系。实现这些目标需要尖端技术，宇航局本月批准了天文台所有组件的最终计划。

“我们正处于从用计算机模型做事到用真正的硬件做事的过渡，”负责该任务的宇航局位于南加州的喷气推进实验室的 SPHEREx 项目经理艾伦·法灵顿说。“就目前而言，航天器的设计已经得到确认。我们已经证明它在最小的细节上都是可行的。所以现在我们可以真正开始建造和组装东西了。”

为了回答有关宇宙的重大问题，科学家们需要以不同的方式观察天空。许多望远镜，如宇航局的哈勃太空望远镜，都是为了关注单个恒星、星系或其他宇宙物体，并对其进行详细研究。但 SPHEREx(代表宇宙历史、再电离时代和冰探测器的分光光度计)属于另一类太空望远镜，可快速观测大部分天空，在短时间内测量许多物体。SPHEREx 将每六个月扫描 99% 以上的天空;相比之下，哈勃在 30 多年的运行中观测到了大约 0.1% 的天空。尽管像 SPHEREx 这样的巡天望远镜无法看到与目标天文台具有相同细节水平的物体，

NASA 的 SPHEREx 任务将以 97 个色带扫描整个天空，创建一张有利于世界各地天文学家的地图。该视频解释了 SPHEREx 将探索的三个关键科学主题：普遍膨胀、星系演化和行星冰。图片来源：NASA/JPL-Caltech

例如，宇航局最近发射的詹姆斯韦伯太空望远镜将瞄准单个系外行星(太阳系外的行星)，测量它们的大小、温度、天气模式和构成。但是，平均而言，系外行星是在我们所知的有利于生命的环境中形成的吗?借助 SPHEREx，科学家们将测量诸如水之类的维持生命的物质的普遍性，这些物质存在于新恒星及其行星系统诞生的银河云中冰冷的尘埃颗粒中。天文学家认为，地球海洋中的水被认为对地球上的生命至关重要，最初来自这种星际物质。

JPL SPHEREx 的副项目经理 Beth Fabinsky 说：“这是了解几个人与进行人口普查和了解整个人口之间的区别。” “这两种类型的研究都很重要，它们相辅相成。但有些问题只能通过人口普查来回答。”

SPHEREx 和 Webb 不仅在研究天空的方法上不同，而且在物理参数上也不同。韦伯是有史以来在太空中飞行的最大望远镜，拥有一个 21.3 英尺(6.5 米)的主镜，可以捕捉历史上任何太空望远镜的最高分辨率图像。天文台用一个网球场那么大的遮阳罩保护其敏感的仪器免受太阳的刺眼光线的影响。另一方面，SPHEREx 有一个 8 英寸的主镜和一个只有 10.5 英尺(3.2 米)宽的遮阳板。

但是两个天文台都将收集红外光——人眼可以检测到的波长范围之外的波长。红外线有时被称为热辐射，因为它是由温暖的物体发出的，这就是它用于夜视设备的原因。这两台望远镜还将使用一种称为光谱学的技术将红外光分解为其单独的波长或颜色，就像棱镜将太阳光分解为其成分颜色一样。光谱学使 SPHEREx 和 Webb 都能够揭示物体的构成，因为单个化学元素会吸收和辐射特定波长的光。

为了追求大局问题，SPHEREx 团队首先要回答更实际的问题，比如船上的仪器是否能够在太空环境中生存，它的所有组件是否可以打包在一起作为一个系统运行。上个月，该团队的最终计划获得了 NASA 的批准，该机构称之为关键设计审查或 CDR。这标志着该任务在发射途中的一个重要里程碑。

“在开发新的太空项目方面，COVID 仍然是我们面临的一大挑战。过去一年，该国经历的一切，从供应链中断到在家与孩子一起工作，我们都经历过，”SPHEREx 首席研究员说James Bock，加州帕萨迪纳 JPL 和加州理工学院的科学家。“成为一支以热情和看似无限的决心应对这些困难的团队的一员，真是令人难以置信。”

更多关于使命

SPHEREx 由 JPL 为位于华盛顿的 NASA 科学任务理事会管理。该任务的首席研究员位于加州理工学院，该学院为宇航局管理 JPL，还将与 JPL 合作开发有效载荷。位于科罗拉多州博尔德的 Ball Aerospace 将提供该航天器。韩国天文和空间科学研究所(KASI)是该任务的仪器和科学合作伙伴。数据将在加州理工学院的 IPAC 进行处理和存档。SPHEREx 科学团队包括来自和韩国的 10 个机构的成员。