经济观察报记者沈“我们的小卫星也可以叫微信，如果马愿意资助的话。”中国科学院上海天文台讲座教授葛坚表示，葛坚将在11月26日的2022年未来科学奖每周科学峰会上担任演讲嘉宾。
这颗名为探路者的小卫星，设计重量为40kg，计划在明年年底通过发射其他科学卫星进入地球轨道，以验证CMOS探测器能否在空间环境下完成人类恒星的首次超高精度测光。如果验证成功，这个探测器将加入一个大项目:地球2.0科学卫星。
“地球2.0”项目是中国科学院上海天文台主办的系外行星调查卫星科学观测项目，葛剑是该项目的负责人。该项目计划将一颗科学卫星发射到日地拉格朗日中的L2点轨道，该卫星由六架凌星望远镜和一架引力微透镜望远镜装载。在这四年中，凌星望远镜将凝视和观测超过120万颗类太阳恒星，并从其探测到的3万多颗系外行星中选择“另一个地球”，即“地球2.0”。
当然，“地球2.0”不会和我们的地球完全一样，但它们必须满足一些关键条件，比如体积大约是地球的0.8 -1.25倍，拥有岩石固体表面，在恒星系统中处于可居住的位置(有液态水)。这些条件意味着这颗行星可能存在生命或者适合生命存在。
即使抛开宇宙大迁徙的科幻计划，找到这样的星球也是比较现实的。地球2.0是我们在宇宙中为地球找到的一面“镜子”。通过对它的观察，我们可以更深入地了解我们所居住的星球，它的诞生、现状和不可预知的未来，在其中形成的技术工程能力也会应用到其他领域，包括商业用途。
这当然是一个非常具有挑战性的计划，涉及一系列复杂的技术问题。之前的探路者是2009年美国发射的开普勒科学卫星计划。开普勒在近十年的运行中已经发现了5000多个系外行星候选者，其中2000多个已经通过检查得到确认。
现在，葛剑希望中国能接过这一棒。
该项目自2019年立项以来，国内外已有80多家研究所、400多名研究人员加入该项目，其中包括美国开普勒计划的上述项目科学家SteveHowell博士。该项目已通过第二轮立项评审，只等科学院正式批复，然后进入卫星立项综合论证。
但由于时间限制，葛剑团队还没来得及从政府相关基金中筹集到足够的资金来支持这颗关键卫星科学观测能力的在轨验证。现在，他指望中国亿万富翁的支持。“这件事可以载入史册。”葛健鼓励道。
葛健于2004年至2020年担任佛罗里达大学终身教授。在他的整个研究阶段，美国亿万富翁的私人捐赠数次支撑了他的研究进展。
他算了算岗位，第一步需要1500万。
项目来源
2018年，中科院上海天文台邀请葛健访问。访问期间，葛坚发现上海聚集了一批有实力的空间技术科研机构，涉及卫星、光学、仪器等诸多领域。葛健的建议是“可以利用航天技术向太空发展”。一年后，葛剑向上海天文台提到了一个想法——“宽场开普勒计划”，成为“地球2.0”的起点。
2019年9月下旬，还在美国的葛剑收到中科院一个联系人的微信，催他查看前两天发来的一条信息。告诉联系人葛健，中科院的一个项目可以为这个想法提供一个机会，需要一个申请。
葛剑行动迅速，十天内组织了一批覆盖数十人的国际科研团队，迅速开出申请，并迅速得到中科院先导基金的支持。
观察一颗行星比观察一颗恒星要困难得多。行星的体积比恒星小得多，只能通过接收和反射恒星发出的极小一部分光来发光。目前，空间望远镜主要用于通过“空间凌日法”观测行星。“凌星”指的是当行星移动到恒星面向地球的一侧时的挡光现象。高精度探测器可以通过“凌星”期间恒星亮度的微弱变化来探测行星。
这意味着，要找到系外行星，我们需要观测恒星，而要进一步找到地球2.0，我们需要观测许多恒星。
在2019年的一次重点论证会上，与会专家问了葛剑一个关键问题，“找到地球2.0的概率有多大？”
“如果计算概率的话，至少要观测2000颗左右的类太阳恒星才能发现一个地球2.0。”葛剑说。
要完成这一观测，望远镜需要更大的视场和更稳定持久的运行。虽然2009年启动的开普勒项目取得了许多杰出的成就，首席科学家WilliamBorucki获得了2015年的邵氏科学奖，但很难发现“地球2.0”在探测其核心科学目标方面是成功的。有两个体会:一是开普勒项目视场小，只有100平米，指的是望远镜能观测到的天空范围，更小的视场意味着更低的观测效率；第二点是设备稳定性的问题。运行四年后，用于调整望远镜观测动作和轨道定位的两个轮子开始陆续出现问题。事实上，随后四年的运行已经无法稳定指向预定的天空区域。“地球2.0”卫星，也就是从开普勒失利开始，进一步拓宽了望远镜的视野，完成了更有效的行星探测。
“地球2.0”卫星将搭载7台望远镜，任务周期为4年。其中，6台望远镜将一起观测天鹅座和天琴座附近的天空。6台望远镜的视场将扩大到500平方度，比开普勒高5倍。同时，将使用更灵敏的CMOS探测器。这将确保该项目能够观测到至少4万颗适合搜索地球2.0的系外太阳。经过四年的观测，估计可以发现20个左右的地球2.0。
全球合作
截至11月，“地球2.0”项目已完成卫星项目论证。自8月以来，葛健的团队开始设计一颗实验卫星来验证CMOS探测器。
CMOS探测器是整个项目的关键环节，也是本项目的创新点之一。葛剑认为CMOS探测器具有更高的测量精度，希望通过更精确的传感器感受凌星恒星亮度的微弱变化，但CMOS探测器仍缺乏空间环境的实际验证。
CMOS探测器的制造商是长春陈欣，一家国内企业。在2022年7月参加一个国际天文仪器与技术会议时，葛健发现美国和欧洲的一些实验室也在考虑使用这种新型探测器。
中国不断提高的技术能力为地球2.0项目提供了支持。比如项目所需的一项姿态控制关键技术，已经在去年发射的验证卫星中得到成功验证。在葛剑的论证中，项目所需的大部分技术和产品在国内已经成熟。
“这个项目的技术工程我们可以独立，剩下的就是国际科学合作了。”葛剑说，这种合作不仅包括顶尖科学家的科学思想，也包括现有的观测数据和处理方法。“科学是人类集体智慧的结晶，科研成果需要共同努力才能实现。关起门来造车是不可能的。”
“地球2.0”项目刚起步时，葛剑曾组织过一次国际论坛，来自世界各地的科学家约200人与会。自2019年成立以来，吸引了国内外80余家研究机构，400余名研究人员加入，其中包括德国普朗克天文研究所所长汉斯-瓦尔特里克斯博士、国际知名天文地震学专家、日震学和天文地震学“教父”级人物、中国台湾省JorgenChristensen-Dalsgaard教授、叶永轩教授等。
其中，在NASA工作的开普勒卫星项目科学家SteveHowell博士通过国内某大学的教授联系了葛健，最终成功加入团队。
“寻找第二个地球是人类的梦想，也是这位科学家的梦想。”葛剑说。
呼吁私人捐款
1998年，葛健博士毕业后，开始一路工作。一年多后，他获得了助理教授的职位。经过短暂的转变后，他于2004年成为佛罗里达大学的终身教授。2018年，葛剑和他的团队因发现了现实版的“火神星”——科幻电影《星际迷航》中火神的母星而被国际媒体广泛报道。
这颗行星的发现依赖于位于亚利桑那州的达摩基金会天文望远镜(DEFT)。这个项目的资金主要来自一个富人的捐赠，这是一个巧合。
葛健的一位美国本科学生在当地一家有机食品超市做兼职调酒师，一位很少在公共媒体露面的美国企业家在和他聊天时，对葛健的科研表现出浓厚的兴趣。
这位企业家参观了葛健的实验室，并邀请葛健参观他的企业。葛剑上车准备离开前，创业者问:“我这里有点钱。你能怎么办？”
“虽然我很笨，但是我第一次去的时候就已经想过这个问题了。”葛剑告诉创业者，他要做一个世界领先的视觉测速仪。
企业家们很快给学校捐款，学校把捐款给了葛剑，用于视觉测速仪的研发。
葛剑利用独创的1根大光纤耦合4根小光纤的创新方式，保证了测速仪的精度达到当时世界最高水平。同时，测速仪的成本和体积只有当时世界领先的HARPS测速仪的四分之一左右。更小的尺寸意味着仪器更容易实现温度控制和真空运行环境。
“你的乐器比我想象的好得多。”三年后，在仪器要运到天文台之前，企业家对葛健说。
此后，这位企业家资助了葛健的达摩天文台项目。天文台的望远镜来自另一所大学的退休教授，但建造天文台和铺设柏油路都需要大量的资金。
葛剑曾建议以这位资助人的名字命名望远镜，但资助人拒绝了。他更喜欢以基金会的身份出现，最后命名为达摩基金会望远镜(DEFT)。
在葛剑的海外研究经历中，这种来自企业家和富豪的个人资助并不是个例。例如，唐珂基金会和斯隆基金会都资助了葛健的研究项目。
"我们教授最喜欢做的事情就是筹集资金."葛剑说。
我国企业和个人的慈善捐赠还处于起步阶段，但政策已经开始探索途径。2018年，《国务院关于全面加强基础科学研究的若干意见》已经提出“探索采取共建新R&D机构、联合资助、慈善捐赠等措施，鼓励企业和社会力量加大基础研究投入”。
据一位科技系统的研究员介绍，目前国内的民间捐赠体系并没有太多的障碍，但创业者并没有这样的习惯和传统，少数案例也集中在生物医药领域。目前，在天文学领域，清华大学已经获得私人资助，支持他们的6.5m望远镜项目。
葛剑希望在地球2.0中复制自己的海外经历。
比如CMOS探测器的实验卫星设计已经完成，但其建造和发射的资金还没有到位。如果还要等其他资金，明年年底首次发射验证的计划可能无法实现。卫星制造和发射成本约为1500万人民币。
另外，项目运行后，需要大量的CPU核、内存、SSD硬盘、满足神经网络计算需求的GPU进行计算，但这部分属于科学应用系统。科学卫星项目提供的经费一般不到实际需求的1/3左右。葛剑希望通过其他渠道筹集足够的计算设备，支持我们的海量数据处理和分析，最大化挖掘大数据中的大量系外行星信号和其他科学信号，从而实现科学产出的最大化。
如果有更多的资金支持，葛剑还希望建设自己的地面卫星信号接收和指令上传站，以便接收尽可能多的卫星观测数据，同时快速上传更多的指令，从而有效获取更有科学价值的数据等。
“中国的亿万富翁似乎比美国还多。你能吸引他们吗？”葛剑说。