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10月18日,欧洲航天局公布了“宇宙愿景2015~2025”航天科学探索计划的第一轮项目选择结果,共有8个提案入选,此外还有一个“宇宙愿景2005~2015”计划中被推迟提案也被列入候选范围。欧洲航天局最终将于2011年在这些提案中选出两个项目投入正式发展。

“宇宙愿景”是欧洲航天局制订的10年期航天科学探索规划。今年3月5日,欧洲航天局开始向科学界征集针对其“宇宙愿景2015~2025”计划的探索项目提案。截至7月,欧洲航天局共收到了50个提案,主要涉及四大主题: 生命与行星形成的环境、太阳系的起源与形成、宇宙的基本规律,以及宇宙的起源、形成与演变。

10月18日,欧洲航天局从50个提案中选出了8个,并将在2011年进一步选出一个预算为6.5亿美元的大型项目和一个预算为3亿美元的中型项目投入发展,并分别在2017年和2018年进行发射。

8个候选提案

初选出的8个项目分为两大类,分别为天文学类和太阳系探测类。

太阳系探测类

太阳系探测类包括“土卫六与土卫二”(TANDEM)项目、“拉普拉斯”项目、“交叉-比例”项目和“马可波罗”项目。

“土卫六与土卫二”项目将对土星的两颗卫星——土卫六“泰坦”和土卫二“恩克拉多斯”进行探测,以了解它们的起源、内部构造和存在生命的可能性。该项目将发射两个探测器—— 一个轨道器和一个可向土卫二投放一个气球和3个探测器的母船。之前美国“卡西尼”探测器获得了很多关于土卫六和土卫二的数据,并在土卫二上发现了间歇泉,而这一新项目无疑将获得更多的信息。

“拉普拉斯”项目将对由木星及其卫星组成的木星系统进行探测,以了解木星本身的磁气圈、大气圈和内部构造,以及木卫二“欧罗巴”的可居住性和木星系统成员之间的关系。木卫二的冰外壳和硅酸盐岩石本体之间被认为可能存在着海洋,长期以来一直都是欧洲航天局的重点关注对象。该项目将向木星系统发射3个轨道器。

如获批准,“土卫六与土卫二”项目将由欧洲航天局和NASA联合开展,而“拉普拉斯”项目则将由欧洲航天局、NASA和JAXA联合开展。由于两个项目的探测对象的类型比较接近,所以之中只有一个可能被最后选中。

“马可波罗”项目将对一个近地天体(轨道与地球轨道相交并因此有可能产生撞击危险的小行星、彗星以及大型流星体)进行取样并返回,以研究太阳系的起源和演化。该项目将发射一个携带着陆器、取样系统、仪器载荷和返回舱的母船。如获批准,“马可波罗”项目将由欧空局和JAXA联合开展。

“交叉-比例”项目由12颗卫星组成,将在近地空间的不同区域对等离子进行测量,以了解震波加速并加热等离子的过程,以及磁重连现象产生和转化能量的过程。如获批准,该项目将由欧洲航天局和JAXA联合开展。

天文学类

天文学类包括暗能量项目、“行星掩食和恒星振动”(PLATO)项目、“宇宙理论和天体物理红外望远镜”(SPICA)项目、“X射线宇宙演化光谱学”(XEUS)项目。

暗能量项目将对暗物质和暗能量进行研究。该项目目前有两种候选方案,分别为“暗宇宙探测器”(DUNE)和“分光镜全天空宇宙探测器”(SPACE),最终方案将在明年春天确定。虽然探测目标相同,但DUNE和SPACE采用了不同类型的技术,前者是一种宽视场成像仪,而后者是一种近红外全天空勘测器。如获批准,该项目将由欧洲航天局和JAXA联合开展。

“行星掩食和恒星震动”项目将探测掩食系外岩石行星,并测量它们的母恒星的震动。通过地基和天基补充观测,可以确定系外岩石行星的质量并研究它们的大气层。

“宇宙理论和天体物理红外望远镜”项目将使用一部大孔径低温望远镜以高空间分辨率进行宽视场高灵敏度光度测定和光谱分析,并探测日冕和行星环,以研究行星的形成、太阳系运行的方式和宇宙的起源。该项目由JAXA主导,欧洲航天局将提供其中的望远镜载荷。

“X射线宇宙演化光谱学”(XEUS)项目将建立一个编队飞行的天基X射线天文台,以研究宇宙的基本规则和宇宙的起源。该项目将探测超大质量黑洞的生长、宇宙反馈、星系演化和其他典型的现代天文现象。天基天文台将由在定点在L2拉格朗日点的两个各自独立的反射镜卫星和探测器卫星组成。目前,欧洲航天局正在积极寻找国际合作伙伴参与该项目,中国、美国、俄罗斯和印度都对此表示了兴趣。

其他项目

除了上述8个新提出的项目外,在之前的“宇宙愿景2005~2015”计划中落选的“激光干涉仪空间天线”(LISA)项目也被列入这次的候选名单,以竞争最终的两个发展机会。该项目将设计、建造并运行一部由3颗探测器组成的天基重力波探测器。这3颗探测器以正三角形的构型运行在环太阳轨道上,将使用激光干涉仪探测来自宇宙中其他天体的重力波。如获批准,该项目将由欧洲航天局和NASA联合开展。

作为LISA项目的先期验证项目,“LISA探路者”探测器将于2008年发射,如果“LISA探路者”在升空一年后仍运行良好,将使LISA项目中选奠定基础。

克服预算危机

欧洲航天局每年的科学预算约为4亿欧元,由成员国政府按照国内生产总值硬性交纳。但由于现有项目众多,而且运行费用不断增加,使得欧洲航天局的财政计划捉襟见肘,不得不寻求与其他国家的航天机构开展合作,这一点在“宇宙愿景2015~2025”计划中表现得尤为突出。

在“宇宙愿景2015~2025”目前的8个新候选提案中,有3个为欧洲航天局与NASA联合开展,有5个则获得了日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的参与。此外,中国、俄罗斯和印度等航天大国也很有可能参与最终选出的两个项目。

除了将在新项目中引入外部合作者外,欧洲已经采取了多项节约经费的措施。通过将目前开展中的、将于2015年发射的“太阳轨道卫星”项目与NASA类似的“太阳哨兵”项目合并,欧洲航天局大约可以节约1.2亿欧元的费用。再加上对现有在轨探测器运行费用和欧洲航天局内部费用的压缩,最终节约的费用将达2亿欧元。

“发现”号完成任务返回

11月5日,美国航天飞机“发现”号完成了为期15天的国际空间站任务,脱离空间站,围绕空间站飞行拍照后踏上归途,最终于11月7日在NASA肯尼迪航天中心着陆。

执行STS-120任务的“发现”号于10月23日发射。在与国际空间站对接后,航天员进行了4次太空行走,将新的“和谐”号节点舱安装到了预定位置,并将P6组件挪放到了新的永久位置上,还完成了一系列的修理工作。

新的“和谐”号节点舱为后续的欧洲“哥伦布”号和日本“希望”号实验舱的安装工作奠定了基础。











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