2025年6月30日

 

• 歐洲太空總署的 PLATO 太空望遠鏡計畫於 2026 年底發射，並於 2027 年開始搜尋圍繞類太陽恆星運行的類地行星。
• 該望遠鏡的光學平台及其 26 台攝影機現已整合到太空船的服務艙中——只需添加太陽能電池板。
• 德國在PLATO的建造、任務的運作以及數據分析中發揮重要作用。
• 重點：太空旅行、太空探索、系外行星

 

是否存在與地球相似的行星？它們是否像太陽一樣圍繞恆星運行？行星系統是如何形成演化的？為了回答這些問題和其他問題，歐洲太空總署 (ESA) 將於 2026 年底將 PLATO（恆星的PLA網路轉變和振盪）任務發射升空。從 2027 年起，它將開始搜尋太陽係以外的行星——特別關注圍繞類太陽恆星運行的地球大小的行星。如今，一個重要的里程碑已經到來：2025 年 6 月 10 日至 13 日，這台太空望遠鏡的兩個主要部件在位於奧伯普法芬霍芬的航空航天技術公司 OHB Systems AG 完成組裝。德國在望遠鏡的建造、運作和數據的科學分析中發揮關鍵作用。德國的貢獻和國際科學團隊由德國航空航天中心 (DLR) 負責協調。

「在歐空局批准PLATO任務近八年後，這顆衛星和這架擁有26個『眼睛』的獨特望遠鏡都已按時完工，」該任務的科學總監、德國航天中心和柏林自由大學的海克·勞爾教授說道。 「這是一項傑出的成就。與許多其他太空望遠鏡不同，PLATO不需要一台複雜的望遠鏡相機——總共將安裝26台相機。它們將使PLATO能夠探測大約25萬顆恆星，尋找繞行行星。這26台高靈敏度相機是在有效載荷聯盟的成員國製造和測試的。聯盟成員與歐空局之間的計劃。

 

潔淨室中的毫米級精度

在 PLATO 的工業總承包商 OHB System AG 的無塵室中，裝有 26 台相機的「光學平台」被吊到位於巴伐利亞州奧伯普法芬霍芬整合中心的太空船服務艙上方。服務艙內裝有太空望遠鏡飛行、控制和運作所需的所有組件，包括推進系統、與地球通訊的天線以及傳輸科學數據的系統。在過去的幾個月裡，這 26 台相機已經安裝在相機平台上。

此攝影平台已在服務艙上方以毫米級精度定位並對準。集成團隊隨後測試了電氣連接。在成功通過所有測試後，兩個衛星組件已牢固連接。未來幾週，該衛星將接受太空望遠鏡和資料處理系統的全面功能測試。

PLATO的下一個重要步驟是從奧伯普法芬霍芬運送到位於荷蘭諾德維克的歐空局太空研究與技術中心（ESTEC）。在那裡，PLATO將接收其太陽能電池模組和遮陽板，並在太空模擬艙中進行測試。之後，它將被運送到法屬圭亞那庫魯的發射場。 PLATO計畫於2026年12月搭載配備兩個固體燃料助推器的阿麗亞娜6號火箭發射。

 

26台相機掃描銀河系

PLATO 的獨特設計——並非採用大型望遠鏡鏡面，而是將 26 台望遠鏡相機安裝在一個公共平台上——最初將探測約 25 萬顆恆星，尋找其周圍的行星。為此，探測器將被引導至第二拉格朗日點 (L2)。詹姆斯韋伯太空望遠鏡就位於此處，距離地球 150 萬公里。科學家預計，該任務將發現數千顆圍繞著各種類型恆星運行的岩石行星、冰行星和氣態行星。為了探測這些行星，PLATO 將使用所謂的凌日法，這種方法也曾被先前的系外行星太空任務所採用，例如法國-歐洲的 CoRoT 任務和美國太空總署的開普勒任務。該技術基於測量行星凌日引起的恆星亮度的規律性輕微波動（或“下降”）。之後，這些「候選行星」將利用地面望遠鏡在地球上進行更詳細的探測。

所有26台相機都採用相同的光學設計，但偵測器的讀出速度不同。兩台「快速」相機每2.5秒讀取一次數據，而24台「普通」相機則以25秒的間隔運作。快速相機的數據用於精確對準PLATO並使其保持在軌道上。普通相機是該任務的“科學主力”，記錄可用於識別潛在行星訊號的光變曲線。 PLATO不會產生系外行星的實際光學影像－就像我們太陽系行星的照片一樣，因為系外行星離我們太遠，無法產生這樣的影像。相反，這些儀器測量的是恆星光的周期性變暗，這可以指示行星繞恆星運行的存在。

這些快速相機的精密讀出電子系統和資料處理系統（包括用於精確衛星對準的軟體）由位於柏林阿德勒霍夫的德國太空中心（DLR）太空研究所開發。除了2.5秒的快速讀出速度外，這些快速相機還具備另一個特殊功能：它們配備了藍色或紅色濾光片。這使得它們能夠同時記錄短波（藍色）和長波（紅色）的凌日事件。這些波長之間凌日訊號的差異可能表示觀測到的系外行星上存在大氣層。

 

德國協調歐空局任務

PLATO的科學有效載荷由一個國際聯盟開發和建造，該聯盟參與了硬體和軟體組件以及任務資料中心的運作。該聯盟由德國航天中心（DLR）牽頭。歐空局負責整個任務，包括太空望遠鏡的建造、太空船的發射、地面段、任務控制和運作。 PLATO科學資料中心的建立與協調由位於哥廷根的馬克斯‧普朗克太陽系研究所主導。德國也在支持相機測試活動、數據處理流程的開發以及任務數據的科學分析方面發揮關鍵作用，這些工作正在柏林自由大學、亞琛應用技術大學和科隆大學萊茵環境研究所（RIU）進行。從2026年底起，有效載荷的部分開發、資料中心以及有效載荷的運作將由德國航太局（DLR）在聯邦政府的資助下進行。搭載有效載荷的衛星將由OHB領導的PLATO核心工業團隊與泰雷茲阿萊尼亞太空公司和Beyond Gravity共同建造和組裝。

 

背景資訊：拉格朗日點 2 是什麼？

拉格朗日點2，簡稱L2，距離地球150萬公里，位於日地連線的延長線上。在這個位置，地球和太陽的引力相互平衡，使衛星能夠以最小的能量消耗保持穩定的位置，並同時繞著質量巨大的太陽和體積相對較小的地球運行。 L2對天文學尤其重要，因為像PLATO或詹姆斯·韋伯這樣的太空望遠鏡可以在那裡不受地球輻射干擾地運行，並永久觀測深空，同時與地球保持不間斷的通信。

 

[照片]

(A) 在無塵室中：OHB 整合設施中的 PLATO

這個裝有26台攝影機的「光學平台」將被吊運至太空船服務艙上方。服務艙內裝有航太飛行、控制、太空望遠鏡操作以及向地球傳輸科學資料所需的所有零件。

(B) 一台「快速」 PLATO 相機的讀出電子設備的飛行模型

這是「快速」相機讀出電子設備的兩個飛行模型之一，該模型由德國航天中心柏林阿德勒爾霍夫太空研究所開發和製造，目前正在運往比利時進行進一步整合。四個相機感測器連接在頂部，資料傳輸和電源介面位於底部。

(C) 任務準備階段的里程碑

位於奧伯普法芬霍芬的OHB工程師正在檢查太空船「光具座」上26台PLATO相機中的24台。每台相機配備四個光感測器，總像素高達8140萬。因此，PLATO可以拍攝總像素高達20億的影像。

(D) 柏拉圖使命

從 2026 年開始，PLATO 太空望遠鏡將搜尋圍繞鄰近恆星運行的地球大小的系外行星。