新一代太空望遠鏡如詹姆斯‧韋伯望遠鏡，主鏡分割成多片，可在太空展開變成巨大觀測台，但一大挑戰是如何讓多片鏡面穩定、集中觀測同一系外行星系統。麻省理工學院科學家現在提出發射小衛星充當導引星的新方法，能在增加太空望遠鏡穩定性的同時，大幅降低建置成本。
於去年 10 月退役的克卜勒太空望遠鏡幫助我們發現上千顆系外行星，接班人凌日系外行星巡天衛星（TESS）於去年 4 月升空，並在 9 月傳回首批圖像，往後將發現更多未知的世界。
但找到行星後，我們需要使用其他更強、更大的望遠鏡來分析相關資訊如行星的組成元素、大氣成分等，比如 NASA 即將推出（以及不斷延遲）的哈伯太空望遠鏡接班人：詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope），它擁有一個直徑 6.5 公尺、分割成 18 面鏡片的主鏡，發射至太空並就定位後，就會展開變成超巨大望遠鏡，放置於太陽─地球的第二拉格朗日點（L2），進行各種觀測。
詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡之後，預計更新一代的太空望遠鏡直徑將達 15 公尺，鏡面可能分割成 100 多片。
▲ 太陽─地球的第二拉格朗日點位於地球面對太陽的背後 150 萬公里處。（Source：歐洲太空總署）
但這種分割鏡面望遠鏡在觀測時有一大挑戰：如何讓多個鏡面穩定指向同一系外行星系統。為了辨識明亮恆星周圍微弱的行星反射光，望遠鏡搭載日冕儀（coronagraph）進行遮光處理，但萬一多段鏡面無法維持穩定，導致遮光角度稍有偏差，讓干擾誤差超過 10 皮米，日冕儀就無法完美遮擋恆星光芒以看到行星反射光，換句話說，可能不容易辨識光來自恆星本身還是行星反射，影響行星特徵的測量結果。
加上詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡又不像哈伯望遠鏡一樣位於低地軌道，後者故障了還可以派太空人去修理，但前者位於地球面向太陽的背後 150 萬公里處，不可能頻繁派遣修理人員，因此麻省理工學院工程師提出一種辦法，用來穩定這些研究系外行星的太空望遠鏡：另外發射一群小型衛星（大概鞋盒大小），提供穩定、明亮的雷射光充當導引星（guide star），幫助望遠鏡校準系統。
導引星將坐落離望遠鏡數萬公里之外，可視為一顆「假星」，當望遠鏡晃動而發生日冕儀校對偏差時，導引星便發射雷射光到望遠鏡鏡面，每面鏡子再將雷射光反射到機載相機，使其偵測到光線變化並快速更正調整。
麻省理工學院研究員 Ewan Douglas 表示，這種方法已可透過現有技術辦到，且能大幅降低大型鏡面分割太空望遠鏡的建置成本。 新論文發表在《天文學》期刊。
- Researchers propose guiding large space telescopes with tiny satellites
- Tiny satellites could be “guide stars” for huge next-generation telescopes
（首圖來源：麻省理工學院）
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