新世界任務

Starshade.

新世界任務（New Worlds Mission）是一個由美國國家航空暨太空總署先進理念研究所（NIAC）資助的項目，由科羅拉多大學博爾德分校的韋伯斯特·凱希（Webster Cash）博士領導，並聯合波爾太空與技術公司、諾斯洛普·格魯曼、西南研究院和其他組織進行研究。這個項目計畫在太空中建造一個遮星板來阻擋附近恆星的星光，以觀察環繞它們運轉的行星。這個計畫有可能與一架現有的太空望遠鏡搭配工作，或許是已發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，也可能與一架經過優化的、專門使用可見光來觀察系外行星的望遠鏡搭配工作。

目的

目前，直接觀測系外行星是非常困難的。這主要是由於：

1. 當進行天文觀測時，系外行星通常十分接近它們的母星。即使那些接近我們的、僅在幾光年之外的行星也是這樣。這意味著，當尋找系外行星時，人們通常是從非常小的角度（幾十毫角秒）來觀察它們。在這麼小的角度下，觀測行星是幾乎不可能的。
2. 系外行星與他們的母星相比是十分暗淡的。通常情況下，母星比環繞它們的行星亮十億倍。這使得我們幾乎不可能看到淹沒在強光下的行星。

觀察這樣一顆如此接近明亮恆星的暗淡行星是困難的，所以天文學家直接拍攝系外行星面臨著重重障礙。迄今為止，只有少數的系外行星被拍照。第一個被拍照的系外行星是2M1207b，它環繞著母星2M1207運轉。 天文學家之所以能夠直接拍攝這顆行星是因為這是一顆不尋常的行星。特別的是，它不受上述兩個條件的影響：2M1207b離它的母星非常遠，大約55天文單位（約為太陽與海王星之間距離的兩倍）；此外，這顆行星環繞一顆十分暗淡的、被叫做「棕矮星」 的恆星運轉。因為這顆行星離它的暗淡母星如此的遠，所以它沒有淹沒在母星的光芒中。然而，這是一個十分特殊的例子，並且不會對尋找能支持生命存在的、類似地球的的系外行星產生多少有用的影響。

設計

遮星板

為了克服在明亮星光中尋找晦暗的行星，科學家研發了「遮星板」以阻擋恆星的光芒。遮星板由直徑約20公尺的圓盤以及狀似花瓣的外圍組成，在發射時可捲成圓筒狀隨著太空望遠鏡進入太空。運行時會將自身展開，並固定在太空望遠鏡前數萬公里處，遮擋所有將到達該望遠鏡的恆星星光，以便觀察該恆星之行星。

遮星板工作示意影片

遮星板空間布局

任務目標

新世界任務目的是發現和分析類地系外行星：

1.偵測: 首先使用太空望遠鏡、遮星板或掩星方式直接偵測系外行星系統。

2.系統製圖： 在探測到行星之後，系統製圖將藉由探測與母星分離的行星亮光來直接成像行星系統。在足夠高質量的圖像中，行星將顯示為類似恆星的物體。系統的一系列圖像可以測量行星軌道，亮度和顏色等基本性質。

3.行星研究： 在這個階段對個別行星進行詳細研究。藉由低噪音水平和適度的信號，可以研究光譜和光度。光譜學允許科學家對大氣和行星表面進行化學分析，可能為宇宙存在生命提供線索。系統將偵測行星顏色和強度的變化，可以檢測海洋、大陸、極地和雲層。

4.行星成像：需要大幅提升能力才能實現真正的行星成像。干涉測量的技術顯示原則上這是可以實現的目標。根據行星的傾角，理論上可以繪製行星表面的百分之五十到一百不等。

5.行星評估： 太陽系外行星研究的最後一步是能夠像研究地球表面一樣研究這些遙遠的行星。需要非常大的用遠鏡收集足夠的光來解析和分析行星表面的小細節。然而，這類研究並不存在於可預見的未來，因為捕獲所需信號需要收集面積在數平方公里以上。

現狀

凱什博士在2005年10月從NIAC獲得了400,000美元用於該項目的初步研究。一個關於發現類任務的建議於2006年初提交給了NASA。2006年底，三個相互競爭的項目中將有一個被選出以進行下一步研究。

新世界任務研究團隊與2008年從NASA獲受了天體物理學戰略性概念任務研究獎。

參考文獻

• Alien Planets to Pose for Giant Pinhole Camera in Space （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

外部連結

• 新世界任務官方網站於科羅拉多大學博爾德分校網站 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• 用針孔照相機來勾畫新世界
• 通過針孔照相機來找尋行星 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• 迄今為止最大的針孔攝像機 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• 在space.com上的文章 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

參見

• Darwin (spacecraft)
• 大型軌道天文台計畫
• 太空干涉測量任務