NASA的近地天体勘测器（NEO Surveyor）正在喷气推进实验室建造

这幅艺术家的概念图描绘了美国国家航空航天局的近地天体巡天者在深空中的情景。航天器腹部的黑板角形结构是正在 JPL 建造的仪器外壳。任务的红外望远镜将安装在外壳内。图片来源：NASA/JPL-Caltech

美国国家航空航天局（NASA）的新型小行星探测飞船正在南加州的喷气推进实验室成形。这台尖端的红外太空望远镜被称为"近地天体探测器"（NEO Surveyor），它将寻找最难发现的、可能对我们的星球造成危害的小行星和彗星。事实上，这是该机构第一台专为行星防御而设计的太空望远镜。

该航天器计划于 2027 年底发射，将飞行 100 万英里到达地球和太阳之间的引力稳定区域--称为 L1 拉格朗日点。在那里，它的大型遮阳板将阻挡眩光和太阳光的热量，使任务能够发现和跟踪从太阳方向接近地球的近地天体，这是其他天文台难以做到的。这台空间望远镜还可能发现被称为"地球三剑客"的小行星，这些小行星在地球轨道上前行或后退，很难从地面或地球轨道上看到它们。

7月17日，在美国国家航空航天局喷气推进实验室，一面后来被安装在近地天体勘测器望远镜内的镜子，显示了首席光学工程师布莱恩-莫纳塞利在检查镜子表面时的倒影。图片来源：NASA/JPL-Caltech

近地天体巡天探测器依靠最先进的探测器观测人眼看不见的两个红外光波段。近地天体无论有多暗，在太阳的加热下都会发出明亮的红外光（见下图）。正因为如此，这架望远镜将能够发现黑暗的小行星和彗星，它们不会反射太多可见光。它还将测量这些天体，这对可见光望远镜来说是一项具有挑战性的任务，因为它们很难区分小的、高反射率的天体和大的、暗的天体。

"近地天体勘测器的优化是为了帮助我们做一件具体的事情：使人类能够提前足够的时间发现最危险的小行星和彗星，以便我们能够对它们采取一些措施，"近地天体勘测器勘测主任、加州大学洛杉矶分校教授艾米-迈因泽说。"我们的目标是建造一个能够发现、跟踪和描述最有可能撞击地球的天体的航天器。在这个过程中，我们将了解到很多关于它们的起源和演变的信息"。

这张图表说明了为什么红外感应望远镜比可见光望远镜更适合寻找小而暗的小行星。图表顶部显示了三颗大小相同但成分不同的小行星在可见光下的表现。表面更闪亮的小行星，或者说反照率更高的小行星，会比暗色小行星看起来更亮，即使它们大小相同。这是因为更闪亮的小行星会反射更多来自太阳的可见光。图表底部显示的是同样的三颗小行星在红外光下的情况。无论反照率如何，它们看起来亮度相同。同样大小的物体由于被太阳加热，会辐射出差不多数量的红外光。红外望远镜更容易看到又小又黑的小行星，因为它感应到的是天体的热信号，而不是反射的少量阳光。资料来源：NASA/JPL-Caltech

飞船唯一的仪器就是它的望远镜。这台望远镜约有洗衣机和烘干机那么大，是在JPL的无尘室里制造的，它的铝制块体被称为光学工作台。该望远镜被称为三镜方位望远镜，它将依靠曲面镜将光线聚焦到红外探测器上，从而最大限度地减少光学像差。

JPL首席光学工程师布赖恩-莫纳切利（Brian Monacelli）说："我们一直在精心管理航天器望远镜镜面的制造工作，所有镜面已于7月前运抵JPL无尘室。它的镜面是用金刚石车床对实心铝进行成型和抛光的。每一面镜子都超过了任务的性能要求。"

莫纳切利检查了镜子表面的碎片和损坏情况，然后 JPL 的光学机械技术人员和工程师团队在 8 月份将镜子安装到望远镜的光学工作台上。接下来，他们将测量望远镜的性能并校准镜面。

7月17日，在南加州美国宇航局喷气推进实验室的无尘室里，一名技术人员操作铰接设备旋转近地天体巡天者的铝制光学工作台（航天器望远镜的一部分）。图片来源：NASA/JPL-Caltech

与反射镜组件相辅相成的是望远镜的汞镉碲探测器，它们与美国宇航局最近退役的NEOWISE（近地天体宽视场红外巡天探测器的简称）任务所使用的探测器类似。这些探测器的一个优点是，它们不一定需要低温冷却器或低温凝固剂来降低工作温度以探测红外波长。低温冷却器和冷冻剂会限制航天器的寿命。近地天体勘测器将利用其大型遮阳板阻挡太阳光加热望远镜，并占据月球轨道之外的轨道，尽量减少来自地球的热量，从而保持低温。

这台望远镜最终将安装在航天器的仪器箱内，仪器箱正在 JPL 历史悠久的1 号高湾无尘室中组装，美国宇航局的旅行者号、卡西尼号和毅力号等飞行任务都是在这里建造的。仪器外壳由深色复合材料制成，可以散热，有助于保持望远镜的冷却，防止其自身的热量影响观测结果。

在未来几周内完工后，团队将对外壳进行测试，以确保它能经受住太空探索的严酷考验。然后，它将被安装在遮阳板的背面以及为航天器提供动力和控制的电子系统的顶部。

JPL近地天体巡天者项目经理汤姆-霍夫曼（Tom Hoffman）说："整个团队经过长时间的努力才取得了今天的成就，我们很高兴看到来自全国各地的机构和工业合作者为我们提供了各种硬件。从仪器外壳的面板和电缆到望远镜的探测器和反射镜，以及建造航天器的组件，硬件正在制造、交付和组装，以建造这个令人难以置信的天文台。"

通过JPL 的实时摄像头，可以每周 7 天、每天 24 小时观看近地天体巡天探测器的组装过程。

近地天体勘测者任务标志着美国国家航空航天局向实现美国国会规定的目标迈出了重要一步，即发现并描述距离我们地球轨道 3000 万英里（4800 万公里）以内直径超过 460 英尺（140 米）的近地天体中至少 90%的天体。这种大小的天体如果撞击地球，可能会造成严重的区域性破坏，甚至更糟。

该任务由美国国家航空航天局科学任务局行星科学部负责；计划监督由行星防御协调办公室负责，该办公室成立于2016年，旨在管理该机构在行星防御方面的持续努力。美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心的行星任务计划办公室负责近地天体勘测器的计划管理。

该项目由 JPL 开发，由加州大学洛杉矶分校的勘测主管 Amy Mainzer 领导。一些知名的航空航天和工程公司已签约建造航天器及其仪器，其中包括 BAE 系统公司、空间动力学实验室和 Teledyne 公司。科罗拉多大学博尔德分校的大气和空间物理实验室将为运行提供支持，位于加利福尼亚州帕萨迪纳的 IPAC-Caltech 负责处理勘测数据和制作任务的数据产品。加州理工学院为美国国家航空航天局管理 JPL。

编译自/ScitechDaily