如果美国宇航局真的想认真寻找地球以外的生命，科学家们认为，宇航局应该向太空发射一台新的大型望远镜——一台能够直接捕捉太阳系外行星图像的望远镜。这种技术目前并不完全存在。但天文学家说，这是我们找到另一个地球的最佳选择，一个可以容纳生物有机体的地球。

这一任务概念是由美国国家科学院、工程院和医学院的成员编写的一份新报告中的首要建议。该学院受国会委托提出研究和探索太阳系外行星的最佳战略，这些行星位于太阳系之外。在收集了该领域专家的意见后，国家科学院提出了七项建议，其中望远镜名列榜首。

考虑到美国宇航局在试图建造下一个大型空间天文台詹姆斯·韦伯太空望远镜（James Webb space Telescope，简称JWST）时所面临的严峻现实，这是一个令人向往的要求。最初设想耗资10亿美元，将于2007年发射。今年6月，美国宇航局承认整个项目将耗资96.6亿美元，该望远镜最早要到2021年才能发射。而这份报告推荐的望远镜类型将需要尚未在太空测试过的新技术，这可能使飞行器比JWST更复杂、更昂贵。

然而，在编写这份报告时，作者没有考虑到潜在的财务限制。”俄亥俄州立大学的天文教授Scott Gaudi撰写了这份报告，并正在研究一种被称为“HAPEX”的太空望远镜的任务概念。这仅仅是一个共识，即系外行星社区认为，要实现我们的科学目标，最重要的事情是什么。”

这些目标相对简单。报告概述的第一个议程是，我们需要了解行星是如何形成的。恒星诞生时，通常形成一个由气体和尘埃组成的旋转圆盘，然后单个行星在这些圆盘内合并。那么这些圆盘是如何从简单的气体变成成熟的行星的呢？

第二个目标也是地球上大多数人都想知道的：是否还有其他类似地球的行星可以容纳生命？这就是为什么新望远镜如此重要的原因。拍摄行星的直接图像可以告诉我们很多关于它们的样子以及它们的大气层中有什么。行星周围的气体可能包含着有关行星表面物质的重要线索。例如，与生命有关的气体，如氧气和甲烷，将是生物有机体存在于遥远世界的一个重要标志。”我们可以对大量类地行星的大气成分进行普查，”哈佛大学系外行星天文学家劳拉·克雷德伯格告诉《边缘》杂志。

如今，天文学家大多通过巧妙但间接的方法来发现系外行星。也许观察遥远世界最常见的方法就是观察它们在母星前面经过——这就是所谓的凌日。这些交叉点略微阻挡了恒星发出的光线，从而导致从地球上可以测量到的亮度略有下降。美国宇航局的TESS太空船已经在环绕地球的轨道上，用这种方式寻找行星，未来的詹姆斯·韦伯太空望远镜也是如此。另一种方法是观察行星的引力如何影响其主星。即使它们很小，行星也会导致它们的恒星轻微晃动——这是它们存在的迹象。

然而，直接成像一颗系外行星是一项艰巨的任务，特别是像地球那么大的行星。这些行星离它们的母星非常近，被附近的星光淹没。例如，一颗遥远的、可能与地球相似的行星的亮度大约是它所环绕的恒星亮度的100亿倍。因此，为了直接拍摄这些行星的图像，科学家需要为未来的太空望远镜配备特殊的工具来阻挡或减弱恒星的光线。

幸运的是，天文学家一直在研究这个问题。其中一个概念被称为日冕仪，这是一种光学仪器，可以连接到望远镜上，用镜子抑制恒星发出的光线，从而更容易看到隐藏在附近的行星。地球上和太空中的望远镜都配备了日冕仪来帮助研究太阳，但是这样一种高对比度的仪器来阻挡来自遥远恒星的光线还没有在太空中得到充分的测试。美国宇航局目前计划在其即将推出的太空望远镜WFIRST上首次展示这项技术，这是美国国家科学院极力推荐的举措。

但是除了日冕仪还有另一种选择。天文学家一直渴望尝试一种被称为星影的东西。它是一个巨大的花状结构，会飞到望远镜前面，通过投射阴影阻挡恒星发出的光。”没有一个星光会进入你的望远镜，但是来自行星的光会进入你的望远镜，”高迪说。

但问题是，这项技术相当复杂。星影必须在距离太空望远镜约100000公里的地方飞行——非常精确——才能正确地阻挡来自遥远恒星的光线。和日冕仪一样，starshade还不是一项完全成熟的技术。此外，天文学家想要建造的许多直接成像系外行星的望远镜将是巨大而沉重的。例如，目前正在研究的一个称为LUVOIR的概念，其镜像比JWST的镜像大得多。

任何直接成像望远镜项目的启动都将花费数十亿美元，国会可能难以接受，特别是考虑到JWST的延迟和成本超支。与此同时，特朗普**已经提议取消WFIRST望远镜，该望远镜将帮助测试日冕仪技术，理由是该项目成本超支。但系外行星天文学家表示，他们乐观地认为，这种性质的大型项目总有一天会发生。”“我认为这是一个雄心勃勃但可以实现的目标，与我们已经完成的工作相比，比如让第一个人登上月球，”克雷德伯格说这是我们力所能及的。”

高迪也理解与完成类似任务相关的挑战。但这份报告仅仅是为了反映系外行星社区希望实现的目标。不久，科学家们将齐聚一堂，确定NASA应该资助哪些类型的任务，这是一项被称为十年期调查的巨大努力的一部分。该报告将考虑金融现实时，建议什么任务来追求。

但高迪希望立法者能够看到这样一项雄心勃勃的使命的意义。”就我们的财政能力而言，这些任务不是现成的，”他说这只是我们必须选择去做的事情。我们认为现在采取行动的时机已经成熟，我们可以在下一代找到这个非常深刻问题的答案。”