NASA 新一代全空域光谱望远镜 SPHEREx 计划 3 月 1 日由 SpaceX 发射，开启宇宙三维测绘新革命

IT之家 2 月 24 日消息，NASA 宣布，计划将 SPHEREx 和 PUNCH 探测器的发射时间推迟至北京时间 3 月 1 日 11:09，地点为加州范登堡太空军基地 SLC-4E，此举是为了给 SpaceX 猎鹰 9 号运载火箭提供更多准备时间。

作为 NASA 代表“创新级”科学任务的 SPHEREx（全名为宇宙历史分光光度计、再电离纪元及冰层探测器，Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer），其项目预算为 4.88 亿美元（相当于约 35.4 亿元人民币），整体重仅 500 公斤，能耗低至 270-300W，甚至低于家庭用冰箱，飞行器还配备太阳能阵列，以实现高达 120% 的能源自给率。

这项两年的旗舰天文观测计划旨在以卓越的精度绘制一张涵盖全天空的三维星系地图，深入分析宇宙膨胀理论及星系的形成历程。

NASA 喷气推进实验室的 SPHEREx 项目副经理贝丝・法宾斯基在技术说明会上提到：“这是一个利用小型望远镜开展大规模科学研究的范例。”

按照预定计划，SPHEREx 望远镜将进入轨道后开展一系列精确的机动，并以低分辨率光谱技术每半年进行一次全面红外扫描，捕捉我们银河系中超过 4.5 亿个星系及 1 亿颗恒星的全景图，同时获取宇宙中各类辐射物体的综合数据。

与哈勃太空望远镜及詹姆斯・韦布空间望远镜相比，SPHEREx 的全景观察能力为其在宇宙研究中提供了独特优势，能发现其他望远镜可能未曾捕捉到的现象。本次任务重点围绕三大科学议题展开：

• 宇宙膨胀理论的验证

  通过记录数亿个星系的分布，捕捉大爆炸后空间急速膨胀在宇宙大尺度结构上留下的“涟漪”。这些微小的密度波动在 138 亿年的演变中，已形成今日星系的宏观结构。

• 生命分子的起源追踪

  SPHEREx 配备有 102 通道的分光光度计，能够解析星际冰云中水和有机分子等生命基本成分的光谱特征。科学家们计划构建首个星际冰分子三维分布图，以揭示这些必需生命元素在银河系内的传播机制。

• 星系演化的奥秘

  全面的深度观察将建立星系形态与环境关系的数据库，追踪不同质量星系从早期宇宙至今的演变路径，以揭示暗物质的分布如何影响星系的形成。

为了“透视”不可见光波段，SPHEREx 配备的冷却式探测器能够在近红外波段操作，其灵敏度较现有设备提高了两个数量级；其独特的扫描策略则利用时间域观测法，通过周期性扫描实现动态宇宙的立体成像。

本次发射任务采用“一箭双星”模式，将同时搭载 PUNCH（日冕-日光层统一偏振计）项目，该项目由四颗卫星组成，专注于太阳风成因的研究。这两个项目的联合观测数据，期望能构建从恒星形成到行星宜居性的完整知识体系。

SPHEREx 项目经理詹姆斯・范森表示：“我们期待这项任务能够引发颠覆性的发现。”随着望远镜进入预定轨道，首批科学数据预计在 2024 年第三季度向全球天文界开放，可能会改变人类对宇宙物质循环和生命起源的认知框架。

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