載人空間(jian)站工程(cheng)巡(xun)天(tian)空間(jian)望遠(yuan)鏡(jing)(Chinese Survey Space Telescope),簡稱(cheng)CSST,也可稱(cheng)為(wei)“巡(xun)天(tian)”。是(shi)中國空間(jian)站建設規劃中四個大型(xing)艙(cang)段中的(de)一(yi)個,即(ji)共軌飛行艙(cang)段“巡(xun)天(tian)”光(guang)學(xue)艙(cang)(或稱(cheng)光(guang)學(xue)空間(jian)望遠(yuan)鏡(jing)、太空望遠(yuan)鏡(jing))。
中國首(shou)個大型空間巡(xun)天(tian)望遠鏡2024年(nian)將計(ji)劃發射。
巡天(tian)空(kong)間(jian)(jian)望遠(yuan)鏡就好像一座在軌(gui)飛行的(de)移動(dong)式空(kong)間(jian)(jian)天(tian)文臺(tai),可以(yi)避開大氣干擾,展(zhan)開前沿天(tian)文探索。
巡天望(wang)(wang)遠鏡(jing)的(de)(de)特點就是看(kan)得深、看(kan)得廣(guang)、看(kan)得精(jing)。同(tong)等(deng)深度(du)和精(jing)度(du)基礎上(shang),它的(de)(de)廣(guang)度(du)是哈勃(bo)望(wang)(wang)遠鏡(jing)的(de)(de)300倍以(yi)上(shang),同(tong)等(deng)條件下(xia),哈勃(bo)望(wang)(wang)遠鏡(jing)能看(kan)到(dao)1顆(ke)星(xing),空間巡天望(wang)(wang)遠鏡(jing)可以(yi)看(kan)到(dao)300顆(ke)星(xing)。
中(zhong)國(guo)空間站的(de)建設規劃當中(zhong),“天(tian)宮”空間站主要由4個(ge)大(da)型艙(cang)(cang)(cang)段組成,其中(zhong)“天(tian)和”核心(xin)艙(cang)(cang)(cang)、“問天(tian)”實(shi)驗艙(cang)(cang)(cang)、“夢天(tian)”實(shi)驗艙(cang)(cang)(cang)構成空間站的(de)主干部(bu)分,第4個(ge)艙(cang)(cang)(cang)段卻是(shi)一個(ge)共軌飛行(xing)艙(cang)(cang)(cang)段“巡天(tian)”光學艙(cang)(cang)(cang)(或稱太空望遠(yuan)鏡(jing))。
中國自主研發(fa)建造(zao)的(de)光學空(kong)(kong)間(jian)望(wang)遠鏡(jing)全稱是載人空(kong)(kong)間(jian)站工程巡天空(kong)(kong)間(jian)望(wang)遠鏡(jing),也可稱為“巡天”,原本是夢天號實(shi)驗艙的(de)組成(cheng)部(bu)分,但由于兼(jian)容問題最終被設(she)計為與天宮空(kong)(kong)間(jian)站共軌運(yun)行的(de)獨立艙段。
“巡天(tian)”光(guang)學艙不僅將(jiang)填補我國空間天(tian)文(wen)觀測的(de)(de)(de)空白,而且(qie)將(jiang)實現接近哈(ha)勃(bo)望(wang)遠鏡的(de)(de)(de)分(fen)辨率(lv)和超過哈(ha)勃(bo)望(wang)遠鏡兩個數量(liang)級的(de)(de)(de)視場,能快速完成(cheng)(cheng)大(da)規模的(de)(de)(de)多(duo)色成(cheng)(cheng)像和無(wu)縫光(guang)譜巡天(tian)。
作為中國(guo)空間站的光學(xue)艙,巡天(tian)空間望遠鏡(jing)將架設一套口(kou)徑2米的光學(xue)系(xi)統,并配備一系(xi)列最先進的探(tan)測器(qi)。望遠鏡(jing)的大小相(xiang)當于一輛(liang)大客車,立(li)起來有三(san)層樓高(gao),重達十幾噸(dun)。
巡天(tian)空(kong)間望(wang)遠鏡(jing)主要分(fen)成兩部分(fen),一個是(shi)巡天(tian)光學(xue)設施,還有一個是(shi)巡天(tian)平臺。巡天(tian)光學(xue)設施就是(shi)一臺望(wang)遠鏡(jing),它實際上有很多的子系統。
在巡天(tian)(tian)空間(jian)望遠(yuan)鏡上(shang),第一代儀器共包含5臺觀(guan)測設備(bei),包括巡天(tian)(tian)模(mo)塊(kuai)、太赫茲模(mo)塊(kuai)、多通道成(cheng)像儀、積分(fen)視(shi)場光譜儀和系外(wai)行(xing)星成(cheng)像星冕儀。其中,占據最主要(yao)觀(guan)測時間(jian)的就是巡天(tian)(tian)模(mo)塊(kuai),這是一個視(shi)野(ye)極為寬闊(kuo)的相機。
“巡(xun)(xun)天”光學艙裝有一臺2米口(kou)徑(jing)的大型望遠鏡,巡(xun)(xun)天號觀(guan)測波(bo)長范圍為255~1000納(na)米,可覆蓋(gai)從近(jin)紫外、可見(jian)光到近(jin)紅(hong)外波(bo)段。
“巡天”光學(xue)(xue)艙除了(le)裝有2米口徑(jing)的Cook型離(li)軸三反射(she)光學(xue)(xue)系(xi)統,還(huan)增加(jia)了(le)一個(ge)折轉(zhuan)鏡(jing)便于實現不同光學(xue)(xue)載荷(he)之間(jian)的切換、調焦和精密穩像(xiang)等功能。據悉,巡天號光學(xue)(xue)艙還(huan)將是中國(guo)首個(ge)使用主動(dong)光學(xue)(xue)的太空望(wang)遠鏡(jing),可通過主動(dong)調整次鏡(jing)的形變進一步提高望(wang)遠鏡(jing)成像(xiang)質量。
“巡(xun)天”光學艙能實現自(zi)主飛行,因(yin)此具(ju)有(you)很高的(de)(de)姿態調整精(jing)度(du),而且它(ta)還(huan)具(ju)備(bei)主動交(jiao)會和(he)停(ting)(ting)靠空(kong)間(jian)站的(de)(de)能力,可以在停(ting)(ting)靠空(kong)間(jian)站期間(jian)接受推進劑補(bu)加,并對設(she)備(bei)進行維(wei)護(hu)、維(wei)修和(he)更新升級等工作(zuo),因(yin)此也具(ju)有(you)更好地維(wei)護(hu)效率和(he)費效比。
此外,“巡天(tian)”光學艙還兼(jian)具巡天(tian)和查地能力,能作為遙(yao)感衛星使用(yong),這也是中國首(shou)創的(de)設(she)計理念,在全世(shi)界都是獨一份(fen)。
按照規劃,“巡天(tian)(tian)”光(guang)學(xue)艙將與(yu)空間站(zhan)共(gong)軌(gui)飛行(xing),主要用(yong)于(yu)實施天(tian)(tian)文觀(guan)測(ce),兼(jian)顧對地觀(guan)測(ce)能(neng)力。它能(neng)夠提(ti)供與(yu)哈勃望(wang)遠鏡(jing)分辨(bian)率大(da)致相(xiang)當,但視場大(da)300多倍的巡天(tian)(tian)觀(guan)察能(neng)力,光(guang)學(xue)系統的性能(neng)在世界新一代太空望(wang)遠鏡(jing)中也是屈(qu)指可數的。
該光學(xue)艙(cang)還(huan)搭載(zai)了(le)(le)(le)巡(xun)天(tian)相機(ji)、積(ji)分視場光譜儀、多通(tong)道成(cheng)像儀、系外(wai)(wai)行星成(cheng)像星冕儀、太赫茲接收儀等5個(ge)有效載(zai)荷(he),除(chu)了(le)(le)(le)具備基本的快速巡(xun)天(tian)能(neng)(neng)力外(wai)(wai),系外(wai)(wai)行星成(cheng)像星冕儀還(huan)為它(ta)增加了(le)(le)(le)探測和研究系外(wai)(wai)行星的能(neng)(neng)力。
“巡(xun)(xun)天”光學(xue)艙最(zui)主要的任務是巡(xun)(xun)天觀測(ce),科研(yan)人員計劃進(jin)行(xing)17500平方(fang)度的多(duo)色成像觀測(ce),以及與(yu)之(zhi)同天區(qu)的無縫光譜(pu)觀測(ce),還將進(jin)行(xing)400平方(fang)度的多(duo)色成像深(shen)場觀測(ce)和(he)與(yu)之(zhi)同天區(qu)的無縫光譜(pu)深(shen)場觀測(ce)。
巡(xun)天號(hao)光學艙在未來10年的巡(xun)天觀(guan)測(ce)任(ren)務中,有望憑借優秀的性能,觀(guan)測(ce)分析和揭(jie)示宇宙(zhou)加速膨脹的機理,甚(shen)至帶來意(yi)料之外的重大(da)科學發現。
中國空(kong)間站(zhan)望遠鏡(jing)巡(xun)天(tian)模(mo)塊的主焦面由30塊探測(ce)器(qi)拼接(jie)而成,每(mei)一(yi)塊都(dou)比(bi)哈勃的探測(ce)器(qi)大。其中18塊探測(ce)器(qi)上(shang)設(she)置有不同(tong)的濾光(guang)片,可以獲(huo)(huo)得宇宙天(tian)體(ti)在不同(tong)波段的彩色圖像;另外12塊探測(ce)器(qi)則用于(yu)無(wu)縫光(guang)譜觀測(ce),平均每(mei)次曝光(guang)可以獲(huo)(huo)得至少上(shang)千個天(tian)體(ti)的光(guang)譜信(xin)息。運行后(hou),它將成為太空(kong)中像元規模(mo)最大的天(tian)文相機。
2022年(nian)4月17日,國(guo)務院新聞辦公室舉行新聞發(fa)布(bu)會介紹中國(guo)空間站建造進(jin)展情況。據介紹,2023年(nian)我(wo)們計劃發(fa)射我(wo)國(guo)首(shou)個大(da)型空間巡天望遠鏡,開(kai)展廣(guang)域巡天觀測,將(jiang)在宇宙(zhou)結構形成和(he)(he)演化(hua)、暗物質和(he)(he)暗能量、系外行星與太陽系天體等方面開(kai)展前沿科學研究,有望取得一批(pi)重大(da)創新成果。
2022年(nian)5月(yue)7日消息,中(zhong)國載人航(hang)天工程辦公(gong)室主任郝淳在國新(xin)辦新(xin)聞發(fa)布會上介紹,計劃2023年(nian)發(fa)射中(zhong)國首個大(da)型(xing)空間巡(xun)天望(wang)遠(yuan)鏡(jing),開展(zhan)廣域巡(xun)天觀(guan)測。未來它將與(yu)中(zhong)國空間站(zhan)共軌飛(fei)行,帶來全景式宇(yu)宙高清圖(tu)。
2022年7月(yue),巡天空間望遠鏡預計2024年投入(ru)科學運行。