在过去的十年里，搜寻类地系外行星已成为天文学的首要任务之一。在数十亿个星系和恒星系统中寻找生命迹象，就像在大海捞针，但美国宇航局一项新的方法旨在让搜寻变得极其容易。
这项名为“类地系外行星混合观测站”（HOEE）的拟议研究，将建立一个包括地面和轨道在内的两部分观测站，以创建有史以来最强大的行星探测器之一。HOEE计划利用目前正在建造的下一代强大望远镜，例如位于智利阿塔卡马沙漠的巨型麦哲伦望远镜和特大望远镜（ELT），以及一个名为“星幕”的太空仪器，一种可以用来屏蔽极端明亮天体光线的物体。
目前，研究人员可以通过两种方式直接观测系外行星。科学家们可以使用望远镜的高性能相机拍照，然后通过无线电波传回地球，以探测行星可能绕恒星运行的位置。例如，哈勃空间望远镜已经使用其数码相机发现了数百颗系外行星。天文学家使用的另一种策略是称为凌日光谱法的方法。当附近恒星的光穿过一颗绕行行星的大气层时，会带有它所穿过物质的特性。当光线到达太空和地面望远镜时，科学家们可以处理大量数据，例如大气和结构信息，来了解光线穿过的环境。詹姆斯·韦伯空间望远镜使用这种方法观测了系外行星 Wasp-96。但尽管JWST能够探测系外行星，但其主要研究目标和设计并非专注于搜寻遥远行星上的外星生命。这时，结合了地面和太空仪器的两部分系统——混合观测站——就能发挥作用了。
约翰·马瑟（John Mather）解释说，遥远的类地行星的光极其微弱，使得它们很容易被像太阳一样明亮的恒星的光芒所掩盖，而这对于天文学家搜寻我们太阳系类似的星系区域来说并不理想。马瑟是美国宇航局戈达德太空飞行中心观测宇宙学实验室的高级天体物理学家，也是HOEE研究项目的负责人。
马瑟说：“太阳比地球亮100亿倍，‘这太耀眼了’。”他补充说，在如此强烈的眩光中寻找小型天体，特别是“一颗小地球”，极其困难。但星幕提供了一种屏蔽恒星光芒的方法。
总的来说，星幕是一个位于地球望远镜和天文学家想要观测的恒星之间的太空物体，它可以在光线到达望远镜镜片之前有效地屏蔽光线。一个功能性的星幕直径需要超过300英尺，并与地球保持至少10万英里的距离。由于它会离得这么远，它还需要能够在没有人为干预的情况下运行。也就是说，星幕仅仅是一个工具，它能让地球上的任何望远镜大致不受阻碍地窥视宇宙，但它是否能够进行任何科学探测，仍是未知数。
如果部署，这种混合观测站将使科学家能够比现有技术今天所能达到的更近距离地探索银河系和其他感兴趣的系统的角落。马瑟说，混合观测站一分钟的曝光时间足以证明该区域存在系外行星，而一小时的曝光时间则可以提供关于其大气层中是否存在氧气或水的线索。
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然而，马瑟表示，制造星幕所需的技术仍需数年时间。该概念面临的最大挑战之一是，为了达到科学家期望的运行效果，它需要多大。美国宇航局喷气推进实验室（NASA’s Jet Propulsion Laboratory）过去的初步设计由于太大而无法装入火箭，但研究人员正在考虑可分段组装并稍后展开的概念，类似于JWST的可折叠镜面。“没有人尝试过如此巨大的东西。它实在太大了，”马瑟说。“将如此巨大的东西送入太空是一件大事。”
尽管美国宇航局尚未开展实际开发，但该机构最近发起了“超轻星幕结构设计挑战赛”，这是一项旨在从公众那里收集观测站设计想法的竞赛。前五名提交的作品有机会赢得奖品，一等奖为3000美元。在撰写本文时，已有11件作品参赛，但有兴趣的参与者需要在8月22日前提交设计。马瑟将领导评审团队，他表示，借鉴公众的想法有助于推动星幕概念的实现。
他说：“我们正在试图解决一些近乎不可能的机械工程问题。另一方面，我认为这是值得尝试的。”
