来源：中国科技信息 2023年2月7日 侵删
尽管天文学研究表明，太阳的氢聚变阶段还将持续数十亿年，在可以预见的未来并不会膨胀到吞噬地球的程度；但这颗占据了太阳系绝大部分质量的天体，却在以许许多多的方式影响着我们居住的这颗星球。而当“太阳危机”来袭之时，人们则不得不像电影《流浪地球》当中想象的那样，在遥远的宇宙深处寻找到“第二家园”。
其实，在现实的科技研究中，来自中国科学院上海天文台、微小卫星创新研究院、上海技术物理研究所、西安光学精密机械研究所、中国科学技术大学以及国内外80多个大学和研究所的400多位科研人员，正开展“地球2.0”的卫星和载荷的设计和仿真研究以及关键技术攻关。他们将对银河系类地行星进行“普查”，寻找下一个人类家园，也就是所谓的“第二个地球”。
“地球2.0”项目实施以后，将会使人类获得最大的类地行星样本库。通过对各类类地行星样本进行深入分析，天文学家有望能揭开类地行星和流浪行星的起源之谜；通过后续地面和空间望远镜的观测，测量和研究“系外地球”的质量、密度，以及它们上面的大气、海洋和宜居性特征，甚至有望发现系外生命迹象，将系外行星科学研究跃升到“地球时代”。
有人说，“地球2.0”项目将是我国在空间科学任务当中的一次跨越。那么，这个项目究竟有哪些神秘之处？具体实施计划如何？今天，请跟随《中国科技信息》一起来了解。
寻找“第二个地球”不再是空想
在很多年的时间里，我国作为正在崛起的超级航天大国，一直缺乏对空间科学任务的关注。尤其是近年来，我国航天事业一直专注于月球探索和载人航天，以及一些远程监测项目，但当涉及到收集空间科学数据时，这个世界上第二大天文强国的技术能力却被束之高阁。
而如今，一个由上海天文台葛健领导的团队提出了迄今为止由中国主导的最雄心勃勃的空间科学任务：系外行星巡天卫星科学观测项目，也就是通俗理解的“地球2.0”项目。其中，“地球2.0”概念通常指的是一个已经与地球相似的外星世界，而不是一个经过一些调整就可以与地球相似的世界。
据估计，银河系中有1000亿颗行星。而且，根据NASA的一些预测，这些行星中至少有400亿颗行星可能是有着和地球一样大小的行星，110亿颗行星是和地球一样大小的行星，以及110亿颗是围绕着类似太阳的恒星运行并且和地球一样大小的行星。
而“地球2.0”项目就是计划发射一个到日-地拉格朗日L2点轨道处的、由6台凌星望远镜和1台微引力透镜望远镜载荷的科学卫星，并在持续4年中，凌星望远镜将凝视观测120万颗以上的类太阳恒星，并从其探测到的3万多个系外行星中，筛选出“另一个地球”——处于类太阳恒星的宜居带内、地球大小（0.8至1.25地球半径）的行星，即“地球2.0”。
将探索的目光投射到外星系
通过“地球2.0”项目，科学家们正在搜索银河系类地行星，寻找人类的下一个家园。不过，要成为“第二个地球”，人类开出的条件可谓极其苛刻。一方面，虽然太阳系内的行星，例如金星和火星，在大小、位置和组成方面都与地球相似，但如果不把自己完全封闭在高科技的、定制的栖息地中，或者不通过地球化极大地改变这些行星本身，人类就无法在它们上面安全地生活。另一方面，若是行星半径不足0.8个地球半径，那大概率留不住行星表面的大气层，人类也就无法定居；若是行星半径太大，过重的质量会导致其表面到处有火山喷发，同样不适宜生存……
因此，如果要想拥有一个真正的“远离故土的家”，那么，科学家甚至需要把目光投向比木星和土星，更遥远的地方，即便是完全不同的星系。
而直到目前没能够找到这样一颗行星，并不是因为缺乏尝试，而是源于其较长的轨道周期。开普勒在其运行寿命的较早阶段遭遇了两个反应轮的机械故障，从而限制了其长期观测的能力。考虑到地球本身长达一年的轨道周期，地球2.0也很有可能会有类似的长轨道周期。
因此，在探索工作开始前，设计和规划工作格外重要。在“地球2.0”项目中，来自国内外30多所大学和研究所200多位天文学家参与的卫星科学团队，目前已完成卫星项目的科学目标研究；卫星的技术团队也已经完成载荷、超高精度导星和卫星平台的设计方案。
2026年底前完成卫星建造和发射工作
事实上，寻找地球2.0并不仅仅是为了给人类找到新的家园，也是想要知道，人类是否是宇宙中唯一的智慧生命。同时也可以帮助人们了解地球的过去和未来、形成和演化。
同时，这也是我国在空间任务中的一次良好的表现机会。当前，我国天文学界主要依托地基设备推进系外行星研究。但从地面上仰望星空，观测的视野和精度就受到大气中复杂气候条件的极大限制。未来摆脱对国外天基探测手段的依赖，我国需要在太空部署自己的“耳目”，将探索的视野延伸到外层空间。计划中的“地球2.0”项目，正是这一现实需求的产物。
业内专家认为，“地球2.0”项目实施以后，将会使人类获得最大的类地行星样本库。通过对各类类地行星样本进行深入分析，天文学家有望能揭开类地行星和流浪行星的起源之谜；通过后续地面和空间望远镜的观测，测量和研究“系外地球”的质量、密度，以及它们上面的大气、海洋和宜居性特征，甚至有望发现系外生命迹象，将系外行星科学研究跃升到“地球时代”。
根据计划，“地球2.0”将在2026年底前完成卫星建造和发射工作，并在翌年夏开始科学观测。科学家们预计，在该项目完成一个周期（4年）的观测任务后，有望找到5000颗系外行星，并从中找到真正适宜生命存续的行星。在国家的大力支持和天文学界的通力协作下，“地球2.0”计划有望在系外行星探索历程中镌刻下闪亮的中国印记。
