載(zai)人空(kong)間站工(gong)程巡天空(kong)間望遠鏡(jing)(Chinese Survey Space Telescope),簡稱CSST,也可稱為“巡天”。是中(zhong)國空(kong)間站建設規(gui)劃中(zhong)四個(ge)大型艙(cang)段中(zhong)的一(yi)個(ge),即共軌飛行艙(cang)段“巡天”光(guang)學艙(cang)(或稱光(guang)學空(kong)間望遠鏡(jing)、太空(kong)望遠鏡(jing))。
中國首個大型空(kong)間巡天望遠鏡2024年將(jiang)計劃發射。
巡天空(kong)間(jian)望(wang)遠鏡就好像一座(zuo)在(zai)軌飛行的移動(dong)式空(kong)間(jian)天文(wen)臺,可(ke)以避開大氣干擾,展開前沿天文(wen)探索(suo)。
巡(xun)天望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)的特點就是看得(de)(de)(de)深、看得(de)(de)(de)廣、看得(de)(de)(de)精。同等深度和精度基礎上,它的廣度是哈(ha)勃(bo)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)的300倍(bei)以上,同等條件下,哈(ha)勃(bo)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)能(neng)看到(dao)1顆星,空間巡(xun)天望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)可(ke)以看到(dao)300顆星。
中國空(kong)間站的(de)建設規劃當中,“天(tian)(tian)宮”空(kong)間站主要由4個(ge)大型艙(cang)段(duan)組成,其中“天(tian)(tian)和(he)”核心艙(cang)、“問(wen)天(tian)(tian)”實(shi)驗艙(cang)、“夢(meng)天(tian)(tian)”實(shi)驗艙(cang)構成空(kong)間站的(de)主干部分,第(di)4個(ge)艙(cang)段(duan)卻是一(yi)個(ge)共軌飛行艙(cang)段(duan)“巡天(tian)(tian)”光學艙(cang)(或稱太空(kong)望遠鏡)。
中(zhong)國自主研(yan)發建造的(de)光學空間(jian)望遠鏡全稱(cheng)是(shi)載人空間(jian)站工程巡天空間(jian)望遠鏡,也可稱(cheng)為“巡天”,原本是(shi)夢天號實驗艙的(de)組(zu)成部分(fen),但由于兼(jian)容問(wen)題(ti)最(zui)終被設計為與天宮空間(jian)站共軌運行(xing)的(de)獨立(li)艙段。
“巡(xun)天(tian)”光學(xue)艙不僅(jin)將(jiang)填補我國空間天(tian)文觀測的(de)空白(bai),而且(qie)將(jiang)實現接近哈(ha)勃望遠鏡(jing)的(de)分辨率和(he)超(chao)過(guo)哈(ha)勃望遠鏡(jing)兩個數(shu)量級的(de)視(shi)場,能快速完成(cheng)大(da)規(gui)模的(de)多色成(cheng)像和(he)無(wu)縫光譜(pu)巡(xun)天(tian)。
作(zuo)為中國空間站的光學艙(cang),巡天空間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)將架設(she)一(yi)套口徑2米(mi)的光學系統,并配備一(yi)系列最先進的探測器(qi)。望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的大小(xiao)相當于一(yi)輛大客車,立起來有三層樓高,重達十幾(ji)噸。
巡天(tian)空間望遠(yuan)鏡主要分成兩部分,一個是巡天(tian)光(guang)(guang)學設施(shi),還有(you)一個是巡天(tian)平臺。巡天(tian)光(guang)(guang)學設施(shi)就是一臺望遠(yuan)鏡,它實際上有(you)很多(duo)的子(zi)系統(tong)。
在(zai)巡天(tian)空(kong)間望(wang)遠鏡(jing)上,第一代儀(yi)器(qi)共包(bao)含(han)5臺觀(guan)(guan)測(ce)(ce)設備,包(bao)括巡天(tian)模塊、太赫茲(zi)模塊、多通道成像儀(yi)、積分視場(chang)光譜儀(yi)和系外行(xing)星成像星冕儀(yi)。其中,占據最(zui)主要觀(guan)(guan)測(ce)(ce)時(shi)間的就是(shi)巡天(tian)模塊,這是(shi)一個視野極為寬闊的相(xiang)機。
“巡(xun)天”光(guang)學(xue)艙裝有一臺2米(mi)口(kou)徑的大型(xing)望遠鏡,巡(xun)天號觀測波(bo)長范圍為255~1000納米(mi),可(ke)覆蓋(gai)從近紫(zi)外(wai)、可(ke)見光(guang)到(dao)近紅(hong)外(wai)波(bo)段。
“巡(xun)天”光學艙除了裝有2米口徑的(de)Cook型(xing)離軸三反射光學系(xi)統,還(huan)增加了一(yi)個折(zhe)轉鏡(jing)(jing)便于實現不(bu)同光學載荷之(zhi)間的(de)切(qie)換(huan)、調焦(jiao)和精密穩(wen)像(xiang)等功(gong)能(neng)。據悉,巡(xun)天號光學艙還(huan)將(jiang)是中國首個使用主動(dong)光學的(de)太空望遠(yuan)鏡(jing)(jing),可通過(guo)主動(dong)調整次鏡(jing)(jing)的(de)形變進(jin)一(yi)步提高(gao)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)成像(xiang)質量。
“巡(xun)天”光(guang)學艙能實現(xian)自主飛(fei)行,因此具有很(hen)高的姿態(tai)調整精度,而且它還具備(bei)主動交會和停靠空間(jian)(jian)站(zhan)的能力,可以(yi)在停靠空間(jian)(jian)站(zhan)期間(jian)(jian)接受推進劑補加,并對設備(bei)進行維(wei)護(hu)、維(wei)修和更(geng)新(xin)升級等工作(zuo),因此也(ye)具有更(geng)好地(di)維(wei)護(hu)效率和費效比。
此外,“巡(xun)天”光學艙還兼具巡(xun)天和查地能力,能作為遙感(gan)衛星(xing)使用,這也是(shi)中國(guo)首(shou)創的設(she)計理念,在全世界都是(shi)獨一份。
按照規劃,“巡天(tian)(tian)”光學(xue)艙將與(yu)(yu)空(kong)間站共軌飛(fei)行,主要用(yong)于實(shi)施(shi)天(tian)(tian)文(wen)觀測,兼顧對地觀測能(neng)(neng)力(li)。它能(neng)(neng)夠提(ti)供(gong)與(yu)(yu)哈勃(bo)望(wang)遠鏡分辨率大致相(xiang)當,但視(shi)場(chang)大300多倍的(de)巡天(tian)(tian)觀察(cha)能(neng)(neng)力(li),光學(xue)系統的(de)性(xing)能(neng)(neng)在世(shi)界新一(yi)代太(tai)空(kong)望(wang)遠鏡中(zhong)也是屈指可(ke)數的(de)。
該光學艙還搭(da)載了巡(xun)天相機、積分視(shi)場光譜(pu)儀(yi)、多通道成像儀(yi)、系外(wai)行(xing)星成像星冕儀(yi)、太赫茲接收儀(yi)等5個(ge)有效載荷,除(chu)了具備基本的快速巡(xun)天能(neng)力外(wai),系外(wai)行(xing)星成像星冕儀(yi)還為它增加(jia)了探測和研究系外(wai)行(xing)星的能(neng)力。
“巡天(tian)”光(guang)學(xue)艙(cang)最(zui)主要的(de)(de)任務是(shi)巡天(tian)觀測(ce)(ce),科研人員計劃(hua)進行17500平方度(du)的(de)(de)多(duo)色成(cheng)像觀測(ce)(ce),以及與之同(tong)天(tian)區的(de)(de)無縫(feng)光(guang)譜觀測(ce)(ce),還將進行400平方度(du)的(de)(de)多(duo)色成(cheng)像深場觀測(ce)(ce)和與之同(tong)天(tian)區的(de)(de)無縫(feng)光(guang)譜深場觀測(ce)(ce)。
巡天號光學艙在未來10年的(de)(de)巡天觀(guan)測任務中,有望憑借優秀的(de)(de)性能,觀(guan)測分析和揭(jie)示宇宙加(jia)速膨(peng)脹的(de)(de)機理,甚至帶來意料(liao)之(zhi)外的(de)(de)重大科學發現(xian)。
中(zhong)國空(kong)(kong)間(jian)站望遠(yuan)鏡巡天(tian)(tian)模(mo)塊的(de)(de)主焦面由30塊探(tan)測(ce)器拼接而成(cheng),每一塊都比哈(ha)勃(bo)的(de)(de)探(tan)測(ce)器大。其中(zhong)18塊探(tan)測(ce)器上(shang)設置有(you)不同的(de)(de)濾光(guang)片,可以(yi)獲得(de)(de)宇宙(zhou)天(tian)(tian)體在不同波段(duan)的(de)(de)彩色圖像(xiang);另外12塊探(tan)測(ce)器則(ze)用于無縫光(guang)譜(pu)觀測(ce),平均(jun)每次曝光(guang)可以(yi)獲得(de)(de)至(zhi)少(shao)上(shang)千個天(tian)(tian)體的(de)(de)光(guang)譜(pu)信息。運行后,它將成(cheng)為太空(kong)(kong)中(zhong)像(xiang)元(yuan)規模(mo)最(zui)大的(de)(de)天(tian)(tian)文(wen)相機。
2022年4月17日,國務(wu)院(yuan)新聞辦公室舉行(xing)新聞發布會介(jie)紹中國空間站建(jian)造進展情況。據介(jie)紹,2023年我(wo)們計(ji)劃發射我(wo)國首(shou)個大型空間巡(xun)天(tian)望遠鏡,開展廣(guang)域巡(xun)天(tian)觀測,將在(zai)宇宙(zhou)結構(gou)形成和演化(hua)、暗物質和暗能量、系(xi)外(wai)行(xing)星與太陽系(xi)天(tian)體等方(fang)面開展前(qian)沿科學研究(jiu),有望取得一批重(zhong)大創新成果。
2022年5月7日消息,中國(guo)載人(ren)航天工程辦公室主任(ren)郝淳在國(guo)新辦新聞發布會(hui)上介紹,計(ji)劃2023年發射中國(guo)首(shou)個大型空(kong)(kong)間巡(xun)天望遠鏡,開(kai)展廣域巡(xun)天觀測(ce)。未(wei)來它將與中國(guo)空(kong)(kong)間站(zhan)共軌(gui)飛(fei)行,帶來全景式(shi)宇(yu)宙高(gao)清圖。
2022年7月,巡(xun)天空間(jian)望遠(yuan)鏡預計2024年投入科學運(yun)行。