美国国家航空航天局（NASA）于7月29日和8月10日分别为“探索者”（Explorer）计划遴选出9项日球层物理学和6项天体物理学领域预研项目，资助经费总额约1500万美元。这一系列预研项目将用于研究磁能、太阳风、太阳大气加热和释放能量、星系团、中子星系统的伽马射线和X射线辐射以及地外行星大气和早期宇宙中星系的红外辐射等一系列科学问题，并将进行仪器开发，以填补NASA大型任务之间的科学空白,[2]。
本次日球层物理学领域遴选出的每项“小型探索者”和“探索者机会任务”预研项目将分别获得125万美元和40万美元的资助，开展为期11个月的概念研究；天体物理学领域遴选出的每项“中型探索者”和“探索者机会任务”预研项目将分别获得200万美元和50万美元的资助，开展为期9个月的概念研究。入选的全部预研项目的情况详见下表。
表1 NASA“探索者计划”遴选出的15项预研项目
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项目名 |
研究内容 |
机构 |
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日球层物理学 |
“小型探索者”预研项目 |
高能质量抛射的机理探测器（MEME-X） |
对控制着从高层大气到空间中的质量通量的低地球空间系统的全局物理过程进行表征 |
戈达德航天飞行中心 |
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聚焦光学X射线太阳成像仪（FOXSI） |
研究太阳的硬X射线望远镜，将对日冕之中以及附近区域的高能电子和热等离子进行直接成像 |
戈达德航天飞行中心 |
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多狭缝太阳探测器（MUSE） |
提供有助于解决太阳大气动力学和日冕能量释放机理问题的观测数据 |
洛克希德·马丁公司 |
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串联重联和尖区电动力学侦查卫星（TRACERS） |
通过开展原位测量弥补人类对磁层顶重联全局变化的认知的不足 |
爱荷华大学 |
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日冕和日球层统一偏振计（PUNCH） |
提高对日冕结构如何为周围的太阳风提供质量和能量，以及新生太阳风瞬态结构的动态演化的理解 |
美国西南研究院 |
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“探索者机会任务”预研项目 |
太阳射电干涉仪空间实验（SunRISE） |
由立方体卫星星座组成的合成孔径射电望远镜，将研究太阳高能粒子如何加速以及释放到星际空间中 |
密歇根大学 |
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大气波动实验（AWE） |
研究日球层物理研究中的一个基本问题，即由陆地天气等产生的大气重力波对从低层大气到近地空间的能量和动量输运的影响 |
犹他州立大学 |
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‘扰动加热观测天文台’（THOR）任务设计（THOR-US） |
为ESA THOR任务提供载荷和科学分析，研究湍流波动的耗散如何加热和加速等离子体 |
新罕布什尔大学 |
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极紫外日冕光谱成像仪（COSIE） |
作为ISS载荷，研究日冕底层和日球层物理过程之间的潜在联系 |
史密松学会/史密松天体物理天文台 |
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天体物理学 |
“中型探索者”预研项目 |
Arcus |
使用高分辨率X射线光谱仪研究恒星、星系、星系团并表征它们之间的相互作用以及弥散其间的高温气体 |
史密松天体物理天文台 |
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系外行星光谱巡天快速红外探测器（FINESSE） |
利用掩星法对超过500颗系外行星的形成过程、全球气候、大气成分形成和大气演化机制进行研究 |
喷气推进实验室 |
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宇宙历史、再电离时期和冰探测分光光度计（SPHEREx）[5] |
全天近红外光谱巡天任务，目的是探测宇宙起源、星系演化，并探索其他恒星周围的行星是否可能孕育生命 |
加州理工学院 |
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“探索者机会任务”预研项目 |
康普顿光谱和成像仪探测器（COSI-X） |
COSI-X是安置在气球上的宽视场望远镜，将在0.2-5 MeV范围内进行伽马射线巡天，绘制来自围绕银河系中心的反物质的伽马射线及恒星爆炸遗迹中新形成的放射性元素 |
加州大学伯克利分校 |
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国际空间站瞬态天体物理观测器（ISS-TAO） |
观测中子星与黑洞或其他中子星并和产生的引力波的X射线对应体、超新星激波、中子星爆发以及高红移伽马暴等 |
戈达德航天飞行中心 |
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ARIEL系外行星光谱仪组件（CASE） |
为ESA“系外行星大气遥感红外大规模巡天”（ARIEL）任务提供高精度导航传感器组件。ARIEL将对数百颗气态巨行星和“超级地球”进行光谱观测 |
NASA喷气推进实验室 |
在对每项任务提案的潜在科学价值和研发规划的可操作性进行评估之后，NASA将在2019年前从天体物理学两类任务中各挑选出一项进行全面开发，并最早于2022年发射。最终确定的天体物理学中型和机会任务的成本上限（不包括发射系统费用）分别为2.5亿美元和7000万美元。而最终入选的日球层物理学领域“小型探索者”和“探索者机会任务”的成本上限分别为1.65亿美元和5500万美元。
“探索者”计划是NASA开展的持续时间最长的计划之一，目的是为首席科学家领导的天体物理学和日球层物理学任务提供频繁、低成本进入空间的机会。自1958年“探索者1号”（Explorer 1）发射并发现地球辐射带以来，该计划已经发射了90多项任务，其中“乌呼鲁”（Uhuru）和“宇宙背景探测者”（COBE）卫星的探测发现曾荣获诺贝尔物理学奖。 （王海名）
