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广域红外线巡天探测卫星

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广域红外线巡天探测卫星
画家笔下的广域红外线巡天探测卫星
基本资料
NSSDC ID2009-071A
组织机构NASA/ESA
主要制造商波尔航太科技公司
洛克希德·马丁
太空动力实验室
SSG Precision Optronics, Inc.
发射日期2009年12月14日 14:09:33 UTC
发射地点美国加州范登堡空军基地
发射载体Delta II 7320-10
任务时长10个月
已使用时间：14年11个月2日
质量750 公斤 (1650 磅)
轨道类型太阳同步轨道（极轨道）
轨道倾角: 97.5°
轨道高度525 公里，326 英里
轨道周期95 分钟，一日环绕地球15次
位置低地球轨道
波段3 to 25 μm
口径0.4 米
网站wise.ssl.berkeley.edu

广域红外线巡天探测卫星（英语：Wide-field Infrared Survey Explorer, WISE）是NASA的红外线空间望远镜，于2009年12月14日发射[1][2][3]。WISE搭载口径40公分的红外线望远镜，以3至25微米的波长，六个月的时间进行巡天。WISE的红外线侦测器比之前的红外线巡天太空望远镜，如IRAS、AKARI、COBE灵敏一千倍以上[4]。一般预期WISE一天可以发现数十颗小行星[4]。

WISE预定将拍摄全天99%的影像，且同一区域影像至少将拍摄八幅以增加精确度。WISE将位于526公里高的太阳同步轨道并至少运行10个月。预估WISE将拍摄约150万幅影像，平均每11秒拍摄1幅[5]。每幅影像的视野是47角分。每个区域将被观测过至少10次[6]。WISE的影像将拍摄太阳系、银河系以及宇宙深处的影像。在这些影像中将可增进我们对小行星、棕矮星和主要辐射红外线的星系的认识。

WISE同时也是用来取代1999年3月发射失败的广角红外线探测器[7]。

2010年10月WISE的制冷剂用完，NASA Planetary division 出资进行不使用制冷剂的搜寻近地天体延伸任务，NEOWISE（Near-Earth Object WISE）[8]。

卫星基本资料

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WISE是由位于科罗拉多州博尔德的波尔航太科技公司（Ball Aerospace and Technologies Corp.）制造。 WISE是以Ball Aerospace RS-300卫星的结构，就是在2007年3月9日发射的轨道快车（Orbital Express）卫星发展而成。重量560公斤。

科学任务

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WISE将以红外线进行巡天。它的侦测器阵列在120、160、650、2600微央斯基 (µJy) 和3.3、4.7、12和23微米有5个标准差的极限[9]。因此WISE比1983年发射的IRAS在12和23微米波长灵敏10万倍；比1990年代的COBE在3.3和4.7微米波长灵敏50万倍[9]。

  • 第一波段：3.4微米，观察恒星和星系的宽波段。
  • 第二波段：4.6微米，观测棕矮星等亚恒星天体内部热能的热辐射。
  • 第三波段：12微米，观测小行星。
  • 第四波段：22微米，观测恒星形成的尘埃（温度约70－100 K）。

WISE的主要任务将维持十个月：第一个月是校验，之后六个月是全天空巡天，之后的三个月将持续巡天直到冷却系统的冷却剂耗尽为止。次要任务将观测天体位置的变化[10]。

2007年11月8日，美国众议院科学与技术委员会（United States House Committee on Science and Technology）的航太小组委员会召开听证会审查NASA近地天体巡天项目。NASA的官员认为WISE可以作为近地天体巡天[11]。NASA官员告知委员会成员将以WISE进行近地天体巡天。预期WISE在其将近一年的任务时间中可以发现约400个近地天体。

因为古柏带天体温度过低，将不能使用WISE进行搜寻[12]。但WISE可以用来探测有内能热的天体，例如700天文单位以外的海王星大小天体或1光年以外木星大小天体[12]。如果2-3秒差距以内有2-3倍木星质量的褐矮星也可望被发现[12]。

太阳系小天体

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WISE将探测约30万的小行星带内的小行星，其中大约10万个是新发现的；这其中还包含约700个近地天体（其中300个尚未发现）。也就是每天可探测1000个小行星带天体和1-3个近地天体。WISE能探测V波段21-22等的小行星。WISE可以36小时，每次间隔三小时探测每个太阳系天体10-12次[6]。

全天空巡天

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在通过望远镜和探测系统对全天天体进行的巡天中，中红外波段的图像是一个空白。通过在3.5-23微米波段进行巡天观测，WISE可以填补这个空白。巡天产生的红外射线源目录将作为未来詹姆斯·韦伯空间望远镜观测目标的参考目录。[13]

棕矮星

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棕矮星和恒星类似，是由星际气体云中的气体坍缩而形成，但由于质量不足而缺少内部能量源，棕矮星形成后即不断冷却，因此适合在红外波段观测。WISE可以探测75光年以内，温度450K以上，或20光年以内，温度300K以上，或10光年以内温度150K以上的棕矮星。通过对大量棕矮星的观测，WISE可以帮助我们估算棕矮星的数量，并了解星体形成中是否存在可以形成恒星的最低质量阈值。[14]

极亮红外星系

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WISE能够观察到宇宙诞生30亿年之后至今的极亮红外星系。[15]

近地天体观测（NEOWISE）

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2010年10月初，WISE上用于冷却观测设备的制冷剂耗尽，但其4部红外照相机中的2部仍能工作，NASA决定启动被称为近地天体观测的新一阶段任务，为期约4个月。[16]通过反复扫描一片星空区域，WISE可以提供一系列图像供计算机比对，发现固定的恒星背景中移动的天体，即近地小行星等天体。由于小行星经过太阳附近时被加温，其红外辐射往往比可见光辐射更容易观测到，因此WISE比可见光望远镜更适宜进行此类观测。2013年12月，NASA重新启用WISE，并将卫星名称改为NEOWISE。[17]NEOWISE任务发现的一些小行星将成为NASA未来小行星研究计划的候选目标。[18]

大事记

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WISE任务负责人是洛杉矶加利福尼亚大学的爱德华·莱特博士。这个任务是莱特博士努力多年的结果，而且是在1999年时被NASA在次世代巡天计划的中级探测任务许多方案中首先被选中出资支持的方案。

WISE，2009年8月17日

WISE的历史如下：

  • 1999年1月：次世代巡天计划是备选的五个计划之一，将在1999年底选出其中两个任务执行，分别在2003年和2004年执行。当时经费预测是1.39亿美金。
  • 1999年3月：广角红外线探测器在到达轨道数小时后失效。
  • 1999年10月：中级探测任务被选中，次世代巡天计划落选。
  • 2001年10月：次世代巡天计划修改成类似中级探测任务再次提出。
  • 2002年4月：次世代巡天计划被接受。
  • 2002年12月：次世代巡天计划改名成广域红外线巡天探测卫星（Wide-field Infrared Survey Explorer, WISE）。
  • 2003年3月：NASA公布WISE获选。
  • 2003年4月：波尔航太获选为WISE任务卫星提供者。
  • 2004年4月：WISE被选为NASA的下一个中级探测任务，预测经费约2.08亿美金。
  • 2004年11月：NASA选择犹他州立大学的太空动力实验室制造WISE的望远镜。
  • 2006年10月；WISE被NASA确定进行计划，花费约3亿美金。
  • 2009年12月14日：WISE发射成功。
  • 2009年12月29日：WISE成功脱除仪器外层覆盖物。
  • 2010年1月6日：WISE拍摄第一张照片。
  • 2010年1月14日：WISE以它的四个波段开始为期9个月的巡天。它被预期前六个月可观测99%的天空和之后三个月持续观测直到制冷剂用完为止。
  • 2010年1月25日：WISE发现新的近地小行星2010 AB78[19]。
  • 2010年2月11日：WISE发现新的彗星P/2010 B2 (WISE)[20]。
  • 2010年2月11日：WISE官方网站宣布已拍摄七幅影像，探测全天四分之一。
  • 2010年10月：WISE观测设备使用的制冷剂耗尽，任务目标转为观测近地天体。
  • 2011年2月1日：NASA宣布WISE任务结束，卫星进入休眠状态。
  • 2012年11月：对WISE的检查表明WISE状况良好。[21]
  • 2013年1月31日：NASA人类探索行动部门提出重新激活WISE的申请。[21]
  • 2013年12月：WISE被重新激活并改名为NEOWISE。
  • 2013年1月23日：NASA宣布NEOWISE被激活后的25天内已识别到太阳系内857个小天体，标志着激活后巡天能力评估的完成。[22]

卫星状态

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WISE原订2009年12月11日发射，但因为火箭推进系统的问题延至同年12月14日[23]。发射时间是协调世界时14:09:33（当地时间太平洋标准时间06:09）在加州范登堡空军基地发射，成功进入高度326英里的绕地球极轨道[3]。

WISE在发射后先经过一个月的校正确认所有探测器上的系统与资料链正常运作。探测仪器的外层在2009年12月29日成功丢弃[24]。拍摄的“第一道光”影像在2010年1月6日公开；该影像是向船底座方像拍摄，曝光时间8秒的红外线假色影像，使用蓝色、绿色和红色分别表是波长3.4微米、4.6微米和12微米的红外线[25]。2010年1月14日，WISE任务开始正式巡天[26]。

相关照片

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  • WISE 于2009年12月14日发射。
    WISE 于2009年12月14日发射。
  • 第一张照片是船底座方向的红外线假色照片。
    第一张照片是船底座方向的红外线假色照片。
  • WISE拍摄的仙女座星系(M31)。
    WISE拍摄的仙女座星系(M31)。
  • WISE以12微米（橙色）和22微米（红色）波长拍摄的仙女座星系。
    WISE以12微米（橙色）和22微米（红色）波长拍摄的仙女座星系。
  • 拍摄的最新宇宙照片，2011年2月1日。
    拍摄的最新宇宙照片，2011年2月1日。
  • NEOWISE重新激活后发现的第一颗近地小行星2013YP139在天空中的轨迹（圈出的红点所示）。
    NEOWISE重新激活后发现的第一颗近地小行星2013YP139在天空中的轨迹（圈出的红点所示）。

参见

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参考资料

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  1. ^ Ray, Justin. Mission Status Center: Delta/WISE. Spaceflight Now. 2008-12-14 [2009-12-26]. （原始内容存档于2009-12-31）. 
  2. ^ Rebecca Whatmore; Brian Dunbar. WISE. NASA. 14 December 2009 [2009-12-26]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于2009-12-18）. 
  4. ^ 4.0 4.1 An Avalanche of Dark Asteroids. NASA SMD. 2010-03-26. [永久失效链接]
  5. ^ Griggs, Brandon. NASA launches infrared telescope to scan entire sky. CNN (Turner Broadcasting). 14 December 2009 [2009-12-26]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于2010-03-15）. 
  7. ^ William Graham. ULA Delta II Successfully Launches with WISE. NASASpaceFlight.com. 2009-12-14 [2009-12-26]. （原始内容存档于2009-12-17）. 
  8. ^ Debra Werner. Last-minute Reprieve Extends WISE Mission. Space News. 5 October 2010 [29 October 2010]. （原始内容存档于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. , 编. 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]. （原始内容存档 (PDF)于2009-05-21）. 
  10. ^ Rebecca Whatmore. NASA's Wide-field Infrared Survey Explorer. NASA Jet Propulsion Laboratory. 10 December 2009 [2009-12-26]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于2010-06-17）. 
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  14. ^ WISE - Science: Brown Dwarfs. Aug 31, 2011 [2014-01-27]. （原始内容存档于2014-03-07）. 
  15. ^ WISE - Science: Ultar-Luminous Galaxies. Aug 31, 2011 [2019-01-02]. （原始内容存档于2018-05-28）. 
  16. ^ NEOWISE Mission Comes To Completion. redOrbit. Feb 1, 2011 [2019-01-02]. （原始内容存档于2015-09-24）. 
  17. ^ NASA's Asteroid Hunter Spacecraft Returns First Images after Reactivation. NASA. Dec 19, 2013 [2019-01-02]. （原始内容存档于2016-09-11）. 
  18. ^ NASA NEOWISE Spacecraft Discovers Asteroid. redOrbit. Jan 8, 2014 [2014-01-27]. （原始内容存档于2015-09-24）. 
  19. ^ Michael Cooney. NASA space telescope spots asteroid. Techworld. 26 January 2010 [10-02-21]. （原始内容存档于2010-02-21）. 
  20. ^ WISE Spies a Comet with its Powerful Infrared Eye. NASA. [10-02-11]. （原始内容存档于2010-02-15）. 
  21. ^ 21.0 21.1 The NEOWISE project. [2014-01-27]. （原始内容存档于2022-03-17）. 
  22. ^ NEOWISE Celebrates First Month of Operations After Reactivation. NASA. Jan 23, 2014 [2019-01-02]. （原始内容存档于2016-03-08）. 
  23. ^ Whitney Clavin. Mission News: WISE Launch Rescheduled for December 14. NASA. December 10, 2009 [2009-12-23]. （原始内容存档于2009-12-14）. 
  24. ^ Whitney Clavin. NASA's WISE Space Telescope Jettisons Its Cover. NASA. 29 December 2009 [2009-12-29]. （原始内容存档于2011-06-05）. 
  25. ^ WISE 'First-Light' Image. NASA. 6 January 2010 [2010-01-06]. （原始内容存档于2010-01-12）. 
  26. ^ WISE - News & Events. NASA. 11 February 2010 [2010-02-21]. （原始内容存档于2010-02-11）. 

外部链接

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