新的望远镜结构和新的导航星将带来太空观测的新时代

　　在未来几十年里，各国太空机构可能会发射大型分段太空望远镜，这样可以更方便地观察遥远的系外行星及其大气层。为了保持这些巨型望远镜的稳定，麻省理工学院的研究人员说，小型卫星可以跟随并充当＂导航星＂，通过将激光指向望远镜来校准系统，从而产生更好、更精确的天体图像。
　　在我们的太阳系之外有超过3900颗已确认的行星。它们中的大多数被探测到利用的是凌日法，凌日法星光的变化可以告诉天文学家一个行星的大小和它与恒星的距离。
　　但是假如我们需要了解更多关于这个星球的信息，包括它是否含有氧气、水和其他生命迹象，就需要更强大的工具。理想情况下，这些望远镜将是更大的太空望远镜，其采光镜的宽度与最大的地面天文台的相同。美国国家航空航天局的工程师们现在正在为这类新一代太空望远镜开发设计，＂分段＂望远镜有多个小镜面，可以组装或展开，一旦发射到太空中，就会形成一个非常大的望远镜。
　　美国宇航局即将推出的詹姆斯·韦伯太空望远镜就是一个分段主镜的例子，它的直径为6.5米，有18个六角形镜面。下一代空间望远镜预计将达到15米，拥有100多个反射镜段。
　　分段式空间望远镜面临的一个挑战是如何保持镜面的稳定并共同指向外行星系统。所以这样的望远镜必须配备日冕仪，日冕仪足够灵敏，能够分辨恒星发出的光和轨道上行星发出的较弱的光。但是，望远镜任何一个部分的微小变化都可能会使日冕仪的测量结果发生偏差，并扰乱对氧、水或其他行星特征的测量。
　　现在，麻省理工学院的工程师们提出，利用鞋盒大小的导航卫星，配备了一个简单的激光发射装置，可以在离大空间望远镜一段距离的地方飞行，并充当＂导航星＂，在目标系统附近提供稳定明亮的光线，望远镜可以作为空间中的参考点，以保持自身的稳定。
　　在今天发表在《天文学杂志》上的一篇论文中，研究人员表示，利用当今的现有技术，这种激光导星的设计是可行的。研究人员说，使用来自第二个航天器的激光来稳定系统，可以缓解对大型分段望远镜精度的需求，节省时间和金钱，并允许更灵活的望远镜设计。
　　麻省理工学院航空航天系的博士后、论文的主要作者伊万·道格拉斯说：＂这篇论文表明，将来我们可能会建造一个稳定分段式望远镜，也可以用明亮的光源作为参考来保持它的稳定性。＂
　　其实在20世纪90年代，科学家们开始使用地面上的激光作为人造导航星，通过在高层大气中激发钠离子，将激光指向天空，形成一个离地面40英里的光点。天文学家可以利用这个光源稳定望远镜。而现在科学家正在扩展这一想法，但我们不是将激光从地面射入太空，而是将其从太空＂射入＂更远的太空，地面望远镜需要对抗大气效应，但是用于外行星成像的空间望远镜必须对抗系统温度的微小变化和运动引起的任何干扰。
　　太空激光导星的想法是由美国宇航局资助的一个项目产生的。该机构一直在考虑太空中大型分段望远镜的设计，并让研究人员找到降低大型天文望远镜成本的方法。
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