北京时间今天早上 6 点 51 分，SpaceX 公司的猎鹰 9 号火箭在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空，将美国宇航局的 TESS 系外行星探测卫星送进太空。

今天“猎鹰 9 号”的发射已经延迟了两天，但发射一切顺利：起飞 8 分钟第一级火箭成功降落在“我当然还爱着你”号（Of Course I Still Love You）驳船上，第一级火箭回收成功。发射第 49 分钟之后 TESS 卫星和火箭成功脱离，进入一个 200 公里高的轨道。

但这只是 TESS 卫星成功部署的第一步。脱离火箭之后的 26 天内，TESS 卫星发动机将在环绕地球三周，点火三次变轨之后，进入一个名为超级同步转移轨道（super synchronous transfer orbit）的高角度椭圆轨道，近地点 200 公里，远地点高 37.5 万公里，远地点抵达月球附近。

TESS 卫星将在月球附近进行点火变轨，短暂进入月球轨道，但因为速度较快会被月球引力甩出去，完成借助月球引力的重力加速。TESS 卫星将被月球甩进一个总体上环绕地球运行，但轨道周期只有 14 天的轨道。因为周期是月球轨道周期的一半，TESS 卫星在最适宜观测的远地点将最大程度的远离月球的干扰。

整个变轨周期为 60 天，卫星发动机需要点火 11 次，最终进入 P/2 月球谐振轨道，此后无需维护便可稳定工作数十年。

TESS 卫星之所以需要如此复杂的变轨和特殊的轨道，取决于它的工作目的：TESS 卫星将在两年内对整个可见宇宙进行扫描，利用掩星法对至少 50 万个恒星系进行扫描，分析这些恒星系是否具有可能适宜人类居住的地外行星。

在 TESS 之前，寻找地外行星的“开普勒计划”从 2009 年开始已经进行到了现在，2009 年发射的“开普勒太空望远镜”利用掩星法累计发现了 2512 颗可以确认的系外行星，以及 5011 颗可能的目标。

TESS 的远离和开普勒望远镜类似，都是所谓的“掩星法”：地球之外的恒星距离都很远，在光年这个尺度上，恒星是看不到任何细节的，围绕恒星运转的行星因为恒星的强光就更不可能看到了。但行星在运行到望远镜和所属恒星之间时，恒星的光会被“遮掩”一部分，开普勒和 TESS 都是通过分析行星如何遮掩恒星的光线，包括强度、时间和周期，来分析这个恒星系的情况。

通过这个方法，可以分析遥远的恒星系中，究竟有没有和地球大小类似，轨道距离恒星适中的地外行星。

而 TESS 相对于开普勒太空望远镜最大的不同，就是开普勒只盯着一小块天空看，而 TESS 的目标是整个宇宙。

重一吨，口径 95 厘米的开普勒太空望远镜 2009 年升空，被德尔塔 II 火箭送进了一个尾随地球的日心轨道，简单的说就是跟着地球一起围绕太阳运行，镜头始终指向一个方向。升空以来，开普勒望远镜在天鹅座和天琴座的方向向深空中观测，找到了很多距地球十分遥远，距离几千光年的潜在宜居行星。

而 TESS 的体积比开普勒小得多，任务也更务实一些。TESS 卫星重量只有 362 公斤，安装了四台口径 10 厘米的小望远镜。10 厘米口径基本上与很多爱好者使用的天文望远镜差不多大，TESS 这么设计的原因，是因为它的观测目标是距离地球较近、或者特别亮的恒星，不需要太大的口径。

TESS 卫星的四台望远镜将一同工作，每 2 秒拍摄一张照片，随着在轨道上的运转，将用 1 年时间完成对南半球天空的扫描，一年后调整方向完成对北半球天空的扫描。TESS 卫星的研究面积将是开普勒望远镜的 400 倍。

按照计划，TESS 卫星将扫描整个天球上 50 万个恒星系，对 1000 颗最近的红矮星进行重点观测，预计将发现 2 万颗系外行星，其中预计会有 500 到 1000 颗和地球类似的行星。而大部分重点目标在距离地球 30 到 300 光年之间。

2009 年到现在，开普勒计划发现了一大堆被称为“第二地球”、“超级地球”等等的系外行星。在艺术家的描绘下，这些本来根本看不到的新世界有了艺术图，它们似乎近在眼前。实际上，因为开普勒望远镜的观测方向固定，它发现的宜居行星大部分都非常远。

比如 2015 年发现的开普勒 442B，这颗推测尺寸比地球更大，可能具有液态水的新世界距离地球 1120 光年。当它的恒星发出的光被我们看到时，这束光离开它已经 1120 年了，那时候中国还是唐朝。

按照宇宙规律、概率和过去的经验，TESS 卫星在未来两年内将会发现更多这样的世界。也许在可见的人类未来里，相对论速度的宇宙航行永远都不会实现，以人类现有的技术，几十光年的新世界意味着需要航行上千年，几百光年意味着航行上万年，这些遥远的距离实际上都没有实际意义。

但 TESS 项目成本只有不到 4 亿美元，花这些钱就可以知道人类也许还有几百上千个新世界可以去，听起来也是一件很浪漫的事。

题图/SpaceX

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