小火箭：外太空宜居星球搜尋情況的當下與未來 之二

小火箭出品

本文作者：邢強博士

本系列共5篇，本文是第2篇

第1篇為《小火箭：外太空宜居星球搜尋情況的當下與未來 之一》

遭拒

博魯茨基的光度計的方法，用於探測系外行星，理論上是可行的。

當行星轉到恆星前面時，恆星的一部分光線就會被擋住。光度計就能夠測到一個光度變弱並再次恢復常值的現象。

1992年，博魯茨基帶領團隊，興衝衝地正式向NASA提出了項目申請，想要用這種方法來搜尋系外行星。

然後，等來的就是第一次的被拒絕。

原因比較直接：NASA太缺錢了，為了保證哈勃太空望遠鏡的項目能夠存活下來，其他所有太空望遠鏡的項目都被取消了。

上圖為自1958年美國宇航局 NASA 成立以來，每個財年的預算與美國聯邦總預算的佔比情況。

可以看到，在1962年，NASA的預算佔聯邦預算的比例首次超過1%以後的十年間，NASA經歷了一個發展的黃金時期。

但是，再往後，NASA的經費比起他們數量巨大而又大多雄心勃勃的項目來說，就顯得過於捉襟見肘了。

1990年4月24日，哈勃太空望遠鏡搭乘發現號太空梭進入太空。但是隨即就發現，鏡片出了點狀況。

在1992年，正是太空梭項目和哈勃太空望遠鏡在軌維修項目的關鍵一年，博魯茨基團隊表示理解，願意為哈勃望遠鏡讓路。

再拒

後來，哈勃太空望遠鏡的光學系統得到了非常成功的糾正和更新。上圖左側為哈勃望遠鏡在1993年11月27日拍攝的M100螺旋星系的情況。右側為哈勃望遠鏡在接受了在軌維修之後，在1993年12月31日拍攝的同一個星系的情況。

可見，哈勃望遠鏡已經能夠以較為良好的狀態工作了。

再後來，哈勃望遠鏡的狀態越來越好。

不過，哈勃望遠鏡是可見光望遠鏡，擅長直接對恆星發出的光進行觀測，而且其凝視觀測的範圍較小，對於本身不發光的系外行星和同時搜索大範圍天區的任務並不擅長。

1994年，自上次被拒後，苦等了2年的博魯茨基認為，機會來了。

他第二次向美國宇航局提交了申請。

博魯茨基給項目命名：FRESIP。

這是“和地球大小相仿的星系內環行星概率探測”的縮寫。

然後，就是第二次遭拒。

事後，大家分析原因，一致認為是這個名稱太難記了，評審委員會的那些家夥們可能連名字都想不起來，根本沒法提議來讚成。

當然，很多人認為博魯茨基的想法過於科幻，也是部分原因。

三拒

名字，一定要有個好名字，這是博魯茨基團隊第二次被拒之後總結出來的經驗。

於是，他們花了很大力氣，請到了炙手可熱的科學家、科普大師、科幻作家卡爾·薩根來給項目起名字。

作為行星聯合會的創始人的卡爾·薩根對博魯茨基團隊非常支持。他一方面遊說美國宇航局拿出一些經費來支持行星探測，另一方面，開始冥思苦想，為項目起個好名字，以便替代那個沒人能記住的FRESIP項目。

卡爾·薩根想到了開普勒這個名字。

生於1571年的約翰尼斯·開普勒是皇家數學家，同時也是華倫斯坦將軍的首席顧問。開普勒基於對天體運行的觀測和分析，得出了行星運動三大定律。

開普勒第一定律，也稱橢圓定律、軌道定律：每一個行星都沿各自的橢圓軌道環繞太陽，而太陽則處在橢圓的一個焦點上。

開普勒第二定律，也稱等面積定律：在相等時間內，太陽和運動著的行星的連線所掃過的面積都是相等的。這一定律實際揭示了行星繞太陽公轉的角動量守恆。

開普勒第三定律，也稱周期定律：各個行星繞太陽公轉周期的平方和它們的橢圓軌道的半長軸的立方成正比。由這一定律不難導出：行星與太陽之間的引力與半徑的平方成反比。這是艾薩克·牛頓的萬有引力定律的一個重要基礎。

在開普勒的墓志銘上，銘刻著這樣的句子：

原文：

Mensus eram coelos, nunc terrae metior umbras

Mens coelestis erat, corporis umbra iacet.

小火箭譯文：

曾去量天高，

今來測地深。

吾魂歸上蒼，

吾體眠此地。

開普勒對天體物理學和數學有著巨大的貢獻，同時他改進的天文望遠鏡也是與伽利略的那把望遠鏡可以相提並論的高性能天文觀測工具。

好名字！

從此，博魯茨基的項目得名：開普勒。

這個名字，一方面預示了項目是和行星探測有關，一方面則是紀念開普勒對行星運行理論和望遠鏡製造技術的貢獻。

基本上可以斷定，開普勒三大定律將不僅僅在太陽系有效，還會在其他類似星系展現她的魅力（如果這樣的星系真正存在的話）。

但是，在1996年年底，博魯茨基興衝衝地向美國宇航局報上項目的時候，又被拒了。

這一次，被拒的理由是：用於探測系外行星的CCD傳感器技術並不成熟。

四拒

從1987年提出構想，到1992年第一次提交申請被拒，再到1994年第二次提交申請被拒，然後到1996年第三次提交申請被拒，轉眼就到了1997年，整整十年過去了。

開普勒項目有了響亮的名稱，但卻還未迎來錦繡的前程。

行星聯合會的創始人卡爾博士奮力向美國宇航局推薦。他有廣泛的民眾基礎，在他巨大的影響力下，美國宇航局松口了：

如果博魯茨基團隊能夠在地球上造出一個能夠證明確實可以可靠工作的CCD傳感器系統的話，一切都有商量的余地。

機會難得！

博魯茨基向卡爾·薩根博士表示了衷心的感謝，然後就一頭扎進了地面原理樣機的研製工作中。

開普勒項目尚未得到美國宇航局的立項，因此是沒有帶有美國宇航局正式立項編號的經費支持的。

（小火箭考證，雖然沒有官方的直接支持，但是在行星聯合會的促進下，美國宇航局拿出了主任特別自由基金。共計15萬美元的無任何附加條件的扶持款項，讓項目得以啟動。這個自由基金就是為了支持這種類型的項目而設立的。）

雖然費用有限，但是貴人開始相助。

利克天文台的台長親自邀請博魯茨基團隊來他們這裡試試。

利克天文台是世界上首個建於山頂的永久性天文台。這是遵美國超級富豪詹姆士·利克的遺囑在1876年開始建造的。1887年，利克天文台基本完工，利克的遺骨則被安葬在天文台口徑36英寸（91厘米）的望遠鏡的基座下面。這台望遠鏡被命名為詹姆士·利克望遠鏡。

1888年1月3日，利克望遠鏡開光，當即就成為了世界上最大的折射式望遠鏡。

利克天文台是由民間資本建設的，因此幾乎不會受到立項與否的條條框框的限制。博魯茨基團隊在這裡，得以施展本領。

1998年初，博魯茨基團隊的原理樣機研製成功！

他們建造了一個系統，能夠同時對6000顆恆星進行觀測，同時具備初步判斷該恆星是否有行星環繞的可能性。可惜的是，該系統位於地球表面，難免會受到地球大氣活動的影響。

1998年，博魯茨基團隊正式向美國宇航局遞交了第四次申請。

然而，還是被拒了。

原因：雖然原理樣機在地面上能夠勉強工作，但是在太空中如果受到各種干擾，還能不能工作可就不知道了。

堅持

1998年，開普勒項目團隊到了非常艱難的時候。整個團隊租住在山頂天文台舊址的小破屋裡。這個帶有破洞的小圓頂，見證了人類在19世紀對天文學的癡迷，如今則正在見證人類天文學家在20世紀末的窘迫境地。

山頂沒有淋浴條件，整個團隊要冒著被蛇咬和被美洲獅撲殺的危險，穿過密林小路去山腳的鎮子上找個可以洗澡的地方。

到2000年，他們終於又證明了開普勒系統對干擾的強大抵抗能力。整個系統設計完備，在13年來，他們始終在堅持。

公元2000年1月，美國宇航局給開普勒團隊發來一份郵件：

你們贏了，來宇航局領錢。

其實，美國宇航局的大大小小的部門，在這個時候，已經悄悄資助了100萬美元給開普勒項目了。

這些努力堅持和悄悄支持，就像緩緩飄落的雪花，雖輕柔，但卻更能有沁潤靈魂的力量。

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