400多年前，当伽利略将自制的望远镜对准木星及其卫星时，他从根本上改变了人类对木星在宇宙中的位置的看法。从那时起，天文学家们就学会了越来越深入地观察宇宙，首先是建造更好的望远镜，然后是将它们发射到太空。这些努力的结果是发现了数千颗围绕遥远恒星运行的行星。每一个诱人的发现都激发了人们对这些系外行星更多了解的欲望，但它们不可思议的距离使人们很难获得更清晰的视野。
美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的科学家们提出了一种不同的方法:与其向太空发射望远镜，为什么不利用重力特性作为望远镜呢?
太阳引力透镜的概念
正如爱因斯坦所指出的那样，光并非不受重力的影响，但当穿过足够大质量的物体时，它会改变方向。因此，来自太阳以外很远地方的光，如果在靠近太阳外围的地方经过，就会发生弯曲，最终汇聚到一个焦点区域——就像穿过一个透镜一样。如果在焦点区域放置一个感光仪器，它就能捕捉到几十或几百光年外行星的图像，其表面分辨率可以达到几公里。
航空航天公司的一个团玩必威棋队已经与喷气推进实验室合作，探索这种太阳引力透镜的可行性。“这个概念，”民用系统集团发展理事会的Tom Heinsheimer说，“要么是完全疯狂的，要么是下一个大事件。”The "crazy" aspect stems from the fact that the sun is not all that massive, as far as stars go, and exerts a relatively small influence on the light passing by. As a result, the focal region (or ring, actually) begins at about 550 astronomical units (AU) away—roughly the distance of three light-days. One AU is the average distance from the center of the Earth to the center of the sun, about 93 million miles or eight light-minutes.
太阳引力透镜概念
太阳引力透镜项目挑战
实现这一使命的障碍很大，但并非不可克服。第一个障碍是让检测器在合理的时间内到达所需的位置。每年穿越25-30个天文单位将在大约20年的时间内到达那里——即使是在航天行业，这也被认为是一段很长的时间——而这样的旅行速度从未达到过。海因海默说:“导航不是一件小事。
探测器需要知道它在一个不断运动的太阳系中的精确位置。一旦定位完毕，它将继续沿着视线飞行很多年，收集大量的数据，这些数据必须被送回地球。所有这些都需要能量，而能量必须在远离任何恒星的地方产生。
应对这些挑战将需要一些创新思维和精明的系统架构。航空航天公司正在分析各种选择，目前最有希望的一个不是单一的大型航天器，而是一群小航天器以珍珠串的方式定义一个星团和一组星团。10公斤以下的航天器也许可以利用太阳帆达到所需的速度。为了获得最大效率，帆可能会在主动任务阶段被重新利用，例如，重组天线或扩大传感器板。
宇宙飞船飞向系外行星
导航可以利用x射线脉冲星，它在本质上就像外太空的GPS信标。任务功能可以在航天器中分配，因此一些单元可以用于导航，引导整个航天器到达目的地。可以定期发射一组航天器;这将降低成本，并鼓励整个太空界的参与。它还将使科学家能够同时瞄准同一太阳系外的多个行星系统。至于持续数十年的系统可靠性，海因海默说，“这并不是不合理的，一旦你走出去，不会有什么不好的事情发生。”
此外，分布式集群所涉及的技术——寿命、敏捷性、自主性和自学习能力——将彻底改变整个航天工业，并显著推进国家安全空间目标。
美国宇航局资助太阳引力透镜任务
航空航天和喷气推进实验室已获得美国宇航局创新先进概念二期拨款，以研究太阳引力透镜任务的可行性。JPL将专注于科学——例如，选择候选行星和处理数据——而航空航天将处理技术——架构、操作概念、仪器、成本、时间表和风险。
这样一项努力的结果仍然需要几十年的时间。然而，如果成功的话，太阳引力透镜可以令人信服地探测到地质特征、季节模式，甚至可能探测到一个遥远世界的文明迹象。如果是这样的话，人类可能会发现自己在宇宙中的地位又一次发生了根本的改变。