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廣域紅外線巡天探測衛星

天文望远镜

廣域紅外線巡天探測衛星（英語：Wide-field Infrared Survey Explorer, WISE）是NASA的紅外線空間望遠鏡，於2009年12月14日發射[1][2][3]。WISE搭載口徑40公分的紅外線望遠鏡，以3至25微米的波長，六個月的時間進行巡天。WISE的紅外線偵測器比之前的紅外線巡天太空望遠鏡，如IRAS、AKARI、COBE靈敏一千倍以上[4]。一般預期WISE一天可以發現數十顆小行星[4]。

廣域紅外線巡天探測衛星
畫家筆下的廣域紅外線巡天探測衛星
基本資料
NSSDC ID2009-071A
組織機構NASA/ESA
主要製造商波爾航太科技公司
洛歇·馬丁
太空動力實驗室
SSG Precision Optronics, Inc.
發射日期2009年12月14日 14:09:33 UTC
發射地點美國加州范登堡空軍基地
發射載體Delta II 7320-10
任務時長10個月
已使用時間：15年零10日
質量750 公斤 (1650 磅)
軌道類型太陽同步軌道（極軌道）
軌道傾角: 97.5°
軌道高度525 公里，326 英里
軌道周期95 分鐘，一日環繞地球15次
位置低地球軌道
波段3 to 25 μm
口徑0.4 公尺
網站wise.ssl.berkeley.edu

WISE預定將拍攝全天99%的影像，且同一區域影像至少將拍攝八幅以增加精確度。WISE將位於526公里高的太陽同步軌道並至少運行10個月。預估WISE將拍攝約150萬幅影像，平均每11秒拍攝1幅[5]。每幅影像的視野是47角分。每個區域將被觀測過至少10次[6]。WISE的影像將拍攝太陽系、銀河系以及宇宙深處的影像。在這些影像中將可增進我們對小行星、棕矮星和主要輻射紅外線的星系的認識。

WISE同時也是用來取代1999年3月發射失敗的廣角紅外線探測器[7]。

2010年10月WISE的製冷劑用完，NASA Planetary division 出資進行不使用製冷劑的搜尋近地天體延伸任務，NEOWISE（Near-Earth Object WISE）[8]。

衛星基本資料

WISE是由位於科羅拉多州博爾德的波爾航太科技公司（Ball Aerospace and Technologies Corp.）製造。 WISE是以Ball Aerospace RS-300衛星的結構，就是在2007年3月9日發射的軌道快車（Orbital Express）衛星發展而成。重量560公斤。

科學任務

WISE將以紅外線進行巡天。它的偵測器陣列在120、160、650、2600微央斯基 (µJy) 和3.3、4.7、12和23微米有5個標準差的極限[9]。因此WISE比1983年發射的IRAS在12和23微米波長靈敏10萬倍；比1990年代的COBE在3.3和4.7微米波長靈敏50萬倍[9]。

  • 第一波段：3.4微米，觀察恆星和星系的寬波段。
  • 第二波段：4.6微米，觀測棕矮星等亞恆星天體內部熱能的熱輻射。
  • 第三波段：12微米，觀測小行星。
  • 第四波段：22微米，觀測恆星形成的塵埃（溫度約70－100 K）。

WISE的主要任務將維持十個月：第一個月是校驗，之後六個月是全天空巡天，之後的三個月將持續巡天直到冷卻系統的冷卻劑耗盡為止。次要任務將觀測天體位置的變化[10]。

2007年11月8日，美國眾議院科學與技術委員會（United States House Committee on Science and Technology）的航太小組委員會召開聽證會審查NASA近地天體巡天項目。NASA的官員認為WISE可以作為近地天體巡天[11]。NASA官員告知委員會成員將以WISE進行近地天體巡天。預期WISE在其將近一年的任務時間中可以發現約400個近地天體。

因為古柏帶天體溫度過低，將不能使用WISE進行搜尋[12]。但WISE可以用來探測有內能熱的天體，例如700天文單位以外的海王星大小天體或1光年以外木星大小天體[12]。如果2-3秒差距以內有2-3倍木星質量的褐矮星也可望被發現[12]。

太陽系小天體

WISE將探測約30萬的小行星帶內的小行星，其中大約10萬個是新發現的；這其中還包含約700個近地天體（其中300個尚未發現）。也就是每天可探測1000個小行星帶天體和1-3個近地天體。WISE能探測V波段21-22等的小行星。WISE可以36小時，每次間隔三小時探測每個太陽系天體10-12次[6]。

全天空巡天

在通過望遠鏡和探測系統對全天天體進行的巡天中，中紅外波段的圖像是一個空白。通過在3.5-23微米波段進行巡天觀測，WISE可以填補這個空白。巡天產生的紅外射線源目錄將作為未來詹姆斯·韋伯空間望遠鏡觀測目標的參考目錄。[13]

棕矮星

棕矮星和恆星類似，是由星際氣體雲中的氣體坍縮而形成，但由於質量不足而缺少內部能量源，棕矮星形成後即不斷冷卻，因此適合在紅外波段觀測。WISE可以探測75光年以內，溫度450K以上，或20光年以內，溫度300K以上，或10光年以內溫度150K以上的棕矮星。通過對大量棕矮星的觀測，WISE可以幫助我們估算棕矮星的數量，並了解星體形成中是否存在可以形成恆星的最低質量閾值。[14]

極亮紅外星系

WISE能夠觀察到宇宙誕生30億年之後至今的極亮紅外星系。[15]

近地天體觀測（NEOWISE）

2010年10月初，WISE上用於冷卻觀測設備的製冷劑耗盡，但其4部紅外照相機中的2部仍能工作，NASA決定啟動被稱為近地天體觀測的新一階段任務，為期約4個月。[16]通過反覆掃描一片星空區域，WISE可以提供一系列圖像供計算機比對，發現固定的恆星背景中移動的天體，即近地小行星等天體。由於小行星經過太陽附近時被加溫，其紅外輻射往往比可見光輻射更容易觀測到，因此WISE比可見光望遠鏡更適宜進行此類觀測。2013年12月，NASA重新啟用WISE，並將衛星名稱改為NEOWISE。[17]NEOWISE任務發現的一些小行星將成為NASA未來小行星研究計劃的候選目標。[18]

大事記

WISE任務負責人是洛杉磯加利福尼亞大學的愛德華·萊特博士。這個任務是萊特博士努力多年的結果，而且是在1999年時被NASA在次世代巡天計劃的中級探測任務許多方案中首先被選中出資支持的方案。

 
WISE，2009年8月17日

WISE的歷史如下：

  • 1999年1月：次世代巡天計劃是備選的五個計劃之一，將在1999年底選出其中兩個任務執行，分別在2003年和2004年執行。當時經費預測是1.39億美金。
  • 1999年3月：廣角紅外線探測器在到達軌道數小時後失效。
  • 1999年10月：中級探測任務被選中，次世代巡天計劃落選。
  • 2001年10月：次世代巡天計劃修改成類似中級探測任務再次提出。
  • 2002年4月：次世代巡天計劃被接受。
  • 2002年12月：次世代巡天計劃改名成廣域紅外線巡天探測衛星（Wide-field Infrared Survey Explorer, WISE）。
  • 2003年3月：NASA公佈WISE獲選。
  • 2003年4月：波爾航太獲選為WISE任務衛星提供者。
  • 2004年4月：WISE被選為NASA的下一個中級探測任務，預測經費約2.08億美金。
  • 2004年11月：NASA選擇猶他州立大學的太空動力實驗室製造WISE的望遠鏡。
  • 2006年10月；WISE被NASA確定進行計劃，花費約3億美金。
  • 2009年12月14日：WISE發射成功。
  • 2009年12月29日：WISE成功脫除儀器外層覆蓋物。
  • 2010年1月6日：WISE拍攝第一張照片。
  • 2010年1月14日：WISE以它的四個波段開始為期9個月的巡天。它被預期前六個月可觀測99%的天空和之後三個月持續觀測直到製冷劑用完為止。
  • 2010年1月25日：WISE發現新的近地小行星2010 AB78[19]。
  • 2010年2月11日：WISE發現新的彗星P/2010 B2 (WISE)[20]。
  • 2010年2月11日：WISE官方網站宣佈已拍攝七幅影像，探測全天四分之一。
  • 2010年10月：WISE觀測設備使用的製冷劑耗盡，任務目標轉為觀測近地天體。
  • 2011年2月1日：NASA宣佈WISE任務結束，衛星進入休眠狀態。
  • 2012年11月：對WISE的檢查表明WISE狀況良好。[21]
  • 2013年1月31日：NASA人類探索行動部門提出重新激活WISE的申請。[21]
  • 2013年12月：WISE被重新激活並改名為NEOWISE。
  • 2013年1月23日：NASA宣佈NEOWISE被激活後的25天內已識別到太陽系內857個小天體，標誌着激活後巡天能力評估的完成。[22]

衛星狀態

WISE原訂2009年12月11日發射，但因為火箭推進系統的問題延至同年12月14日[23]。發射時間是協調世界時14:09:33（當地時間太平洋標準時間06:09）在加州范登堡空軍基地發射，成功進入高度326英里的繞地球極軌道[3]。

WISE在發射後先經過一個月的校正確認所有探測器上的系統與資料鏈正常運作。探測儀器的外層在2009年12月29日成功丟棄[24]。拍攝的「第一道光」影像在2010年1月6日公開；該影像是向船底座方像拍攝，曝光時間8秒的紅外線假色影像，使用藍色、綠色和紅色分別表是波長3.4微米、4.6微米和12微米的紅外線[25]。2010年1月14日，WISE任務開始正式巡天[26]。

相關照片

  •  
    WISE 於2009年12月14日發射。
  •  
    第一張照片是船底座方向的紅外線假色照片。
  •  
    WISE拍攝的仙女座星系(M31)。
  •  
    WISE以12微米（橙色）和22微米（紅色）波長拍攝的仙女座星系。
  •  
    拍攝的最新宇宙照片，2011年2月1日。
  •  
    NEOWISE重新激活後發現的第一顆近地小行星2013YP139在天空中的軌跡（圈出的紅點所示）。

參見

參考資料

  1. ^ Ray, Justin. Mission Status Center: Delta/WISE. Spaceflight Now. 2008-12-14 [2009-12-26]. （原始內容存檔於2009-12-31）. 
  2. ^ Rebecca Whatmore; Brian Dunbar. WISE. NASA. 14 December 2009 [2009-12-26]. （原始內容存檔於2009-12-27）. 
  3. ^ 3.0 3.1 Clavin, Whitney. NASA's WISE Eye on the Universe Begins All-Sky Survey Mission. NASA Jet Propulsion Laboratory. 14 December 2009 [2009-12-26]. （原始內容存檔於2009-12-18）. 
  4. ^ 4.0 4.1 An Avalanche of Dark Asteroids. NASA SMD. 2010-03-26. [永久失效連結]
  5. ^ Griggs, Brandon. NASA launches infrared telescope to scan entire sky. CNN (Turner Broadcasting). 14 December 2009 [2009-12-26]. （原始內容存檔於2009-12-24）. 
  6. ^ 6.0 6.1 Posting on Minor Planet Mailing List by Amy Mainzer, principal investigator (WISE NEO Section). [2010-03-29]. （原始內容存檔於2010-03-15）. 
  7. ^ William Graham. ULA Delta II Successfully Launches with WISE. NASASpaceFlight.com. 2009-12-14 [2009-12-26]. （原始內容存檔於2009-12-17）. 
  8. ^ Debra Werner. Last-minute Reprieve Extends WISE Mission. Space News. 5 October 2010 [29 October 2010]. （原始內容存檔於2012-12-09）. 
  9. ^ 9.0 9.1 Mainzer, Amanda K.; Eisenhardt, Peter; Wright, Edward L.; Liu, Feng-Chuan; Irace, William; Heinrichsen, Ingolf; Cutri, Roc; Duval, Valerie. MacEwen, Howard A. , 編. Preliminary design of the Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE) (PDF). Proceedings of the SPIE - UV/Optical/IR Space Telescopes: Innovative Technologies and Concepts II. vol.5899: 262–273. August 10, 2005 [2010-03-05]. （原始內容存檔 (PDF)於2009-05-21）. 
  10. ^ Rebecca Whatmore. NASA's Wide-field Infrared Survey Explorer. NASA Jet Propulsion Laboratory. 10 December 2009 [2009-12-26]. （原始內容存檔於2009-12-30）. 
  11. ^ United States House Committee on Science and Technology. Hearing Charter: Near-Earth Objects: Status of the Survey Program and Review of NASA's 2007 Report to Congress. SpaceRef Canada. 7 November 2007 [2009-12-25]. （原始內容存檔於2012-12-05）. 
  12. ^ 12.0 12.1 12.2 Lakdawalla, Emily. The Planetary Society Blog: "WISE Guys". The Planetary Society. 27 August 2009 [2009-12-26]. （原始內容存檔於2010-06-17）. 
  13. ^ WISE - Science: All-Sky Survey. Aug 31, 2011 [2014-01-27]. （原始內容存檔於2013-06-19）. 
  14. ^ WISE - Science: Brown Dwarfs. Aug 31, 2011 [2014-01-27]. （原始內容存檔於2014-03-07）. 
  15. ^ WISE - Science: Ultar-Luminous Galaxies. Aug 31, 2011 [2019-01-02]. （原始內容存檔於2018-05-28）. 
  16. ^ NEOWISE Mission Comes To Completion. redOrbit. Feb 1, 2011 [2019-01-02]. （原始內容存檔於2015-09-24）. 
  17. ^ NASA's Asteroid Hunter Spacecraft Returns First Images after Reactivation. NASA. Dec 19, 2013 [2019-01-02]. （原始內容存檔於2016-09-11）. 
  18. ^ NASA NEOWISE Spacecraft Discovers Asteroid. redOrbit. Jan 8, 2014 [2014-01-27]. （原始內容存檔於2015-09-24）. 
  19. ^ Michael Cooney. NASA space telescope spots asteroid. Techworld. 26 January 2010 [10-02-21]. （原始內容存檔於2010-02-21）. 
  20. ^ WISE Spies a Comet with its Powerful Infrared Eye. NASA. [10-02-11]. （原始內容存檔於2010-02-15）. 
  21. ^ 21.0 21.1 The NEOWISE project. [2014-01-27]. （原始內容存檔於2022-03-17）. 
  22. ^ NEOWISE Celebrates First Month of Operations After Reactivation. NASA. Jan 23, 2014 [2019-01-02]. （原始內容存檔於2016-03-08）. 
  23. ^ Whitney Clavin. Mission News: WISE Launch Rescheduled for December 14. NASA. December 10, 2009 [2009-12-23]. （原始內容存檔於2009-12-14）. 
  24. ^ Whitney Clavin. NASA's WISE Space Telescope Jettisons Its Cover. NASA. 29 December 2009 [2009-12-29]. （原始內容存檔於2011-06-05）. 
  25. ^ WISE 'First-Light' Image. NASA. 6 January 2010 [2010-01-06]. （原始內容存檔於2010-01-12）. 
  26. ^ WISE - News & Events. NASA. 11 February 2010 [2010-02-21]. （原始內容存檔於2010-02-11）. 

外部連結

 
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