載人空間站工程(cheng)巡(xun)天(tian)空間望遠鏡(jing)(Chinese Survey Space Telescope),簡稱(cheng)CSST,也(ye)可稱(cheng)為“巡(xun)天(tian)”。是中(zhong)國(guo)空間站建設規劃中(zhong)四(si)個大(da)型(xing)艙(cang)段中(zhong)的一個,即共(gong)軌飛行(xing)艙(cang)段“巡(xun)天(tian)”光學艙(cang)(或稱(cheng)光學空間望遠鏡(jing)、太(tai)空望遠鏡(jing))。
中國首個(ge)大(da)型(xing)空間巡(xun)天望(wang)遠鏡(jing)2024年將(jiang)計劃(hua)發射。
巡天(tian)(tian)空間望(wang)遠鏡就好(hao)像一座在軌飛行的移(yi)動(dong)式(shi)空間天(tian)(tian)文臺,可(ke)以避開(kai)(kai)大氣干(gan)擾,展開(kai)(kai)前(qian)沿天(tian)(tian)文探索。
巡(xun)天望遠鏡(jing)的特點(dian)就(jiu)是看(kan)得深、看(kan)得廣、看(kan)得精(jing)。同等深度和精(jing)度基礎上(shang),它的廣度是哈勃(bo)(bo)望遠鏡(jing)的300倍以(yi)上(shang),同等條(tiao)件下(xia),哈勃(bo)(bo)望遠鏡(jing)能(neng)看(kan)到1顆(ke)星,空(kong)間巡(xun)天望遠鏡(jing)可以(yi)看(kan)到300顆(ke)星。
中(zhong)國空間(jian)站的建設規劃(hua)當(dang)中(zhong),“天宮”空間(jian)站主(zhu)要由4個(ge)大型(xing)艙(cang)(cang)(cang)段(duan)組成(cheng),其中(zhong)“天和”核心艙(cang)(cang)(cang)、“問(wen)天”實驗艙(cang)(cang)(cang)、“夢天”實驗艙(cang)(cang)(cang)構(gou)成(cheng)空間(jian)站的主(zhu)干部分,第(di)4個(ge)艙(cang)(cang)(cang)段(duan)卻是(shi)一(yi)個(ge)共(gong)軌飛行艙(cang)(cang)(cang)段(duan)“巡天”光學艙(cang)(cang)(cang)(或稱太空望遠鏡)。
中國自主研發(fa)建造的(de)(de)光學空(kong)(kong)間望(wang)遠鏡全稱是載人空(kong)(kong)間站工程巡天(tian)(tian)空(kong)(kong)間望(wang)遠鏡,也可稱為“巡天(tian)(tian)”,原本是夢天(tian)(tian)號實驗(yan)艙的(de)(de)組成部(bu)分,但(dan)由于兼容問題最終被設(she)計為與天(tian)(tian)宮空(kong)(kong)間站共軌運行(xing)的(de)(de)獨立(li)艙段。
“巡天(tian)”光學艙不(bu)僅將填補我國空(kong)(kong)間天(tian)文觀測的(de)空(kong)(kong)白(bai),而(er)且將實(shi)現接近(jin)哈勃望(wang)遠鏡的(de)分辨率(lv)和超過(guo)哈勃望(wang)遠鏡兩個數量級的(de)視場,能快速完成大規模的(de)多色成像和無縫光譜巡天(tian)。
作(zuo)為中國空間(jian)站的(de)(de)光(guang)學(xue)艙,巡天空間(jian)望遠鏡(jing)將架設一(yi)套(tao)口(kou)徑2米的(de)(de)光(guang)學(xue)系統,并配備一(yi)系列(lie)最先進的(de)(de)探測器。望遠鏡(jing)的(de)(de)大小相當于一(yi)輛大客車,立起來(lai)有三層樓高,重達十幾(ji)噸。
巡天(tian)(tian)空間(jian)望遠鏡主要分(fen)成兩部分(fen),一個是巡天(tian)(tian)光學設(she)施,還有一個是巡天(tian)(tian)平臺。巡天(tian)(tian)光學設(she)施就是一臺望遠鏡,它實際上有很多的(de)子系(xi)統(tong)。
在巡(xun)天空間望(wang)遠(yuan)鏡上,第一代儀器共包含5臺觀測設(she)備(bei),包括巡(xun)天模塊(kuai)(kuai)、太赫茲(zi)模塊(kuai)(kuai)、多通道(dao)成像(xiang)儀、積分視(shi)場光譜儀和(he)系外行星成像(xiang)星冕(mian)儀。其中,占(zhan)據最(zui)主要觀測時間的(de)就是(shi)巡(xun)天模塊(kuai)(kuai),這是(shi)一個視(shi)野極(ji)為寬闊的(de)相機。
“巡天”光學艙(cang)裝有一臺2米(mi)口徑的大型望(wang)遠鏡(jing),巡天號(hao)觀測(ce)波長范圍為255~1000納米(mi),可覆蓋從近紫(zi)外、可見光到近紅外波段。
“巡天”光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)(xue)(xue)艙除了裝有2米口徑的(de)Cook型(xing)離軸三反(fan)射光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)(xue)(xue)系統(tong),還增加了一個(ge)折轉鏡(jing)(jing)便于實現不同光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)(xue)(xue)載荷之間(jian)的(de)切(qie)換、調(diao)焦和精密穩(wen)像等功能。據(ju)悉,巡天號光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)(xue)(xue)艙還將是(shi)中國首個(ge)使用主動(dong)光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)太空望遠(yuan)鏡(jing)(jing),可通(tong)過(guo)主動(dong)調(diao)整次鏡(jing)(jing)的(de)形變(bian)進一步(bu)提高望遠(yuan)鏡(jing)(jing)成(cheng)像質量。
“巡(xun)天”光學艙能實現自主飛行,因(yin)此(ci)具有(you)很高的(de)姿態(tai)調整精度,而且(qie)它還具備主動交會(hui)和(he)停靠空間(jian)站(zhan)的(de)能力,可以在停靠空間(jian)站(zhan)期間(jian)接受推進劑補(bu)加,并對設備進行維護、維修和(he)更(geng)新(xin)升(sheng)級等(deng)工(gong)作,因(yin)此(ci)也具有(you)更(geng)好地(di)維護效率和(he)費效比(bi)。
此外,“巡天”光學艙還(huan)兼具(ju)巡天和查地能(neng)力,能(neng)作(zuo)為(wei)遙(yao)感(gan)衛星使用(yong),這(zhe)也是(shi)中(zhong)國首創的設計理念,在全世界都是(shi)獨一(yi)份。
按照(zhao)規劃,“巡(xun)天(tian)”光(guang)學艙將與(yu)空間站共軌飛行(xing),主要(yao)用于實施(shi)天(tian)文觀測,兼顧(gu)對地(di)觀測能力。它(ta)能夠提供與(yu)哈勃望遠鏡(jing)分辨率大致(zhi)相(xiang)當(dang),但視場大300多倍的巡(xun)天(tian)觀察能力,光(guang)學系統(tong)的性能在世界新一代太空望遠鏡(jing)中也是屈指可數的。
該光學艙還搭載了(le)巡(xun)(xun)天(tian)相機、積分視場(chang)光譜儀(yi)(yi)(yi)、多(duo)通道成像儀(yi)(yi)(yi)、系外(wai)行星(xing)(xing)成像星(xing)(xing)冕儀(yi)(yi)(yi)、太赫(he)茲接收(shou)儀(yi)(yi)(yi)等5個有效載荷,除了(le)具備基(ji)本的快速巡(xun)(xun)天(tian)能力外(wai),系外(wai)行星(xing)(xing)成像星(xing)(xing)冕儀(yi)(yi)(yi)還為它增加了(le)探(tan)測和研究系外(wai)行星(xing)(xing)的能力。
“巡(xun)(xun)天”光學艙最主要的(de)任務(wu)是巡(xun)(xun)天觀(guan)(guan)測,科研人員(yuan)計劃(hua)進(jin)(jin)行17500平方度的(de)多色成像觀(guan)(guan)測,以及與之同天區的(de)無縫(feng)光譜(pu)觀(guan)(guan)測,還將進(jin)(jin)行400平方度的(de)多色成像深(shen)場觀(guan)(guan)測和與之同天區的(de)無縫(feng)光譜(pu)深(shen)場觀(guan)(guan)測。
巡天(tian)(tian)號光學(xue)艙在未來(lai)10年的巡天(tian)(tian)觀測任務中,有望憑(ping)借優秀(xiu)的性能,觀測分析和揭示宇宙(zhou)加速膨脹的機理,甚至帶來(lai)意料之外(wai)的重大科學(xue)發現。
中國空間(jian)站(zhan)望遠鏡巡天(tian)模塊(kuai)(kuai)(kuai)的(de)主(zhu)焦面由30塊(kuai)(kuai)(kuai)探測(ce)器(qi)拼接而成,每(mei)一塊(kuai)(kuai)(kuai)都比哈(ha)勃的(de)探測(ce)器(qi)大。其中18塊(kuai)(kuai)(kuai)探測(ce)器(qi)上(shang)(shang)設置有(you)不同的(de)濾光片,可以獲(huo)得(de)宇宙(zhou)天(tian)體在不同波(bo)段的(de)彩色圖像;另外12塊(kuai)(kuai)(kuai)探測(ce)器(qi)則用于無縫光譜(pu)觀測(ce),平均每(mei)次曝光可以獲(huo)得(de)至少上(shang)(shang)千個天(tian)體的(de)光譜(pu)信(xin)息(xi)。運行后,它將成為太空中像元規模最大的(de)天(tian)文相機。
2022年4月17日,國務院新(xin)聞辦公室舉行新(xin)聞發(fa)布(bu)會介(jie)紹中國空(kong)間(jian)站建造進展情況。據介(jie)紹,2023年我(wo)們計劃發(fa)射(she)我(wo)國首個大型空(kong)間(jian)巡(xun)天望遠鏡,開(kai)展廣域(yu)巡(xun)天觀測,將在宇宙結構形成(cheng)和演化、暗(an)物質和暗(an)能(neng)量(liang)、系外(wai)行星(xing)與太陽系天體等方(fang)面開(kai)展前沿科學(xue)研究,有望取得一批重大創新(xin)成(cheng)果(guo)。
2022年(nian)5月7日消(xiao)息,中國(guo)載人航(hang)天工程辦公室主(zhu)任(ren)郝淳(chun)在國(guo)新(xin)辦新(xin)聞發布會上介紹,計(ji)劃(hua)2023年(nian)發射中國(guo)首個大型空間巡(xun)天望遠(yuan)鏡,開展廣(guang)域(yu)巡(xun)天觀測。未來(lai)它將(jiang)與中國(guo)空間站共軌飛行,帶(dai)來(lai)全(quan)景式宇宙高清圖。
2022年(nian)7月,巡天空間望(wang)遠鏡預計(ji)2024年(nian)投(tou)入科學運行。