載人(ren)空(kong)間站(zhan)工(gong)程巡(xun)天空(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡(Chinese Survey Space Telescope),簡(jian)稱CSST,也可稱為“巡(xun)天”。是中(zhong)國空(kong)間站(zhan)建設規劃中(zhong)四(si)個(ge)大型艙(cang)(cang)(cang)段中(zhong)的一(yi)個(ge),即共軌(gui)飛(fei)行艙(cang)(cang)(cang)段“巡(xun)天”光(guang)學(xue)(xue)艙(cang)(cang)(cang)(或稱光(guang)學(xue)(xue)空(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡、太空(kong)望(wang)遠(yuan)鏡)。
中國首個(ge)大型空間巡天望遠鏡(jing)2024年將(jiang)計劃發射。
巡天(tian)(tian)空間望遠鏡就好(hao)像一座(zuo)在軌飛行的(de)移(yi)動式空間天(tian)(tian)文臺,可以避開大氣(qi)干擾,展開前(qian)沿天(tian)(tian)文探索。
巡天望遠鏡的(de)(de)特點就(jiu)是(shi)看得(de)(de)深、看得(de)(de)廣、看得(de)(de)精(jing)。同等深度(du)和精(jing)度(du)基礎上,它的(de)(de)廣度(du)是(shi)哈(ha)(ha)勃望遠鏡的(de)(de)300倍以上,同等條件(jian)下,哈(ha)(ha)勃望遠鏡能看到(dao)1顆星,空間巡天望遠鏡可(ke)以看到(dao)300顆星。
中國空(kong)間站(zhan)的建(jian)設規(gui)劃當中,“天宮”空(kong)間站(zhan)主要由4個(ge)(ge)大型艙(cang)段(duan)組成(cheng)(cheng),其中“天和”核心艙(cang)、“問天”實(shi)驗艙(cang)、“夢天”實(shi)驗艙(cang)構成(cheng)(cheng)空(kong)間站(zhan)的主干部分,第4個(ge)(ge)艙(cang)段(duan)卻是一個(ge)(ge)共(gong)軌飛行艙(cang)段(duan)“巡(xun)天”光學艙(cang)(或稱太空(kong)望遠鏡)。
中國(guo)自(zi)主(zhu)研發建造的光學空間望遠(yuan)鏡全(quan)稱是(shi)(shi)載(zai)人空間站(zhan)工程巡(xun)天(tian)空間望遠(yuan)鏡,也可稱為“巡(xun)天(tian)”,原本是(shi)(shi)夢天(tian)號(hao)實驗艙的組成部分,但由(you)于兼容問題最(zui)終被設(she)計為與天(tian)宮(gong)空間站(zhan)共(gong)軌運行的獨(du)立艙段。
“巡天(tian)”光學艙不僅將填補我國空間天(tian)文觀測的(de)空白,而且(qie)將實現接近(jin)哈(ha)勃望(wang)(wang)遠鏡(jing)(jing)的(de)分辨率和(he)超過哈(ha)勃望(wang)(wang)遠鏡(jing)(jing)兩個數量(liang)級的(de)視場,能快速(su)完成大規(gui)模的(de)多色成像(xiang)和(he)無縫光譜巡天(tian)。
作(zuo)為中(zhong)國空間(jian)站的(de)(de)光學艙(cang),巡天空間(jian)望(wang)遠鏡將架設一套口徑2米的(de)(de)光學系統,并配備一系列最先(xian)進的(de)(de)探測器。望(wang)遠鏡的(de)(de)大小相(xiang)當于一輛大客車(che),立起來(lai)有三層樓高,重達十幾(ji)噸(dun)。
巡天空間望遠鏡(jing)主要(yao)分(fen)成兩部分(fen),一(yi)個是(shi)(shi)巡天光(guang)學(xue)設施(shi)(shi),還有(you)一(yi)個是(shi)(shi)巡天平(ping)臺。巡天光(guang)學(xue)設施(shi)(shi)就是(shi)(shi)一(yi)臺望遠鏡(jing),它(ta)實(shi)際(ji)上有(you)很(hen)多的(de)子(zi)系統。
在巡(xun)天(tian)空間望遠鏡上(shang),第一(yi)代(dai)儀器共(gong)包含5臺觀測設備,包括巡(xun)天(tian)模塊(kuai)、太赫茲模塊(kuai)、多通(tong)道成像儀、積分視(shi)(shi)場光譜儀和系(xi)外行星(xing)成像星(xing)冕儀。其(qi)中,占據最(zui)主要觀測時間的就(jiu)是(shi)巡(xun)天(tian)模塊(kuai),這是(shi)一(yi)個視(shi)(shi)野極為寬闊的相機(ji)。
“巡(xun)天(tian)”光學艙裝有一臺2米口徑(jing)的大型望遠鏡(jing),巡(xun)天(tian)號觀測波(bo)長范圍為255~1000納米,可(ke)覆蓋從近(jin)紫(zi)外、可(ke)見光到近(jin)紅外波(bo)段。
“巡天(tian)”光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)艙除了裝(zhuang)有2米口徑的(de)Cook型(xing)離軸三反射光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)系(xi)統,還增加了一(yi)個折(zhe)轉鏡(jing)(jing)(jing)便(bian)于(yu)實(shi)現不同(tong)光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)載(zai)荷之(zhi)間的(de)切換、調焦和精密(mi)穩像等功能。據悉(xi),巡天(tian)號光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)艙還將(jiang)是中國首個使用主(zhu)動光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)的(de)太空望遠鏡(jing)(jing)(jing),可通過(guo)主(zhu)動調整次鏡(jing)(jing)(jing)的(de)形變進一(yi)步提(ti)高望遠鏡(jing)(jing)(jing)成像質量。
“巡天”光學艙能實現(xian)自主飛行,因此具(ju)有很高的姿態(tai)調整精(jing)度,而且它還具(ju)備主動交會和停靠空間站(zhan)的能力(li),可以(yi)在停靠空間站(zhan)期間接(jie)受(shou)推(tui)進劑補加,并對設(she)備進行維(wei)護(hu)、維(wei)修(xiu)和更新升級等工作,因此也(ye)具(ju)有更好地維(wei)護(hu)效率和費(fei)效比。
此外,“巡天(tian)”光學艙還兼具巡天(tian)和查(cha)地能力,能作(zuo)為遙感衛星使(shi)用,這也是中國(guo)首創的(de)設計理念,在全世界都(dou)是獨(du)一(yi)份。
按照規劃,“巡天”光學(xue)艙(cang)將與空間站共軌飛行,主要用于實施天文(wen)觀(guan)測,兼顧對地觀(guan)測能力。它(ta)能夠提(ti)供與哈勃望遠鏡分辨率大致相當(dang),但視(shi)場大300多倍的(de)巡天觀(guan)察能力,光學(xue)系(xi)統的(de)性能在世(shi)界新一代(dai)太空望遠鏡中也是(shi)屈指可數的(de)。
該光學艙還搭(da)載了巡天(tian)相機、積分視場光譜儀、多通道成像(xiang)儀、系(xi)外(wai)行星(xing)成像(xiang)星(xing)冕儀、太赫茲接收儀等5個有效載荷,除了具備(bei)基本的(de)快(kuai)速巡天(tian)能(neng)力(li)外(wai),系(xi)外(wai)行星(xing)成像(xiang)星(xing)冕儀還為它增加(jia)了探測和(he)研究(jiu)系(xi)外(wai)行星(xing)的(de)能(neng)力(li)。
“巡天”光學艙最(zui)主要的任務(wu)是巡天觀測(ce),科(ke)研人員計(ji)劃(hua)進行17500平方度(du)的多色成像(xiang)(xiang)觀測(ce),以及(ji)與(yu)之同(tong)天區的無(wu)縫(feng)光譜觀測(ce),還(huan)將進行400平方度(du)的多色成像(xiang)(xiang)深(shen)場觀測(ce)和與(yu)之同(tong)天區的無(wu)縫(feng)光譜深(shen)場觀測(ce)。
巡天號光(guang)學(xue)艙在未來10年的巡天觀測任(ren)務中,有望憑借優(you)秀的性能,觀測分析和揭示宇宙加速膨(peng)脹的機理,甚至帶來意料之外的重大科(ke)學(xue)發現。
中國空間站望遠鏡(jing)巡天(tian)模塊的(de)(de)主焦面由30塊探測(ce)(ce)器拼(pin)接(jie)而成(cheng)(cheng),每(mei)一(yi)塊都比哈勃的(de)(de)探測(ce)(ce)器大。其中18塊探測(ce)(ce)器上設置有不同的(de)(de)濾光(guang)片(pian),可以獲得宇(yu)宙天(tian)體(ti)在不同波段的(de)(de)彩(cai)色圖(tu)像;另外12塊探測(ce)(ce)器則用于無(wu)縫光(guang)譜觀(guan)測(ce)(ce),平均每(mei)次曝光(guang)可以獲得至少(shao)上千(qian)個天(tian)體(ti)的(de)(de)光(guang)譜信息。運行后(hou),它(ta)將成(cheng)(cheng)為太空中像元(yuan)規模最(zui)大的(de)(de)天(tian)文相機(ji)。
2022年4月17日,國務(wu)院新(xin)聞辦公室舉行(xing)新(xin)聞發布會(hui)介紹中國空間站(zhan)建造(zao)進展情況(kuang)。據介紹,2023年我(wo)(wo)們計劃發射我(wo)(wo)國首個大型空間巡(xun)天望遠(yuan)鏡,開展廣(guang)域巡(xun)天觀測,將在宇宙結構形(xing)成和演化、暗物質和暗能量、系外行(xing)星(xing)與(yu)太陽系天體等(deng)方(fang)面開展前沿科學研究(jiu),有望取得一批重大創新(xin)成果。
2022年5月(yue)7日(ri)消息,中(zhong)國(guo)載人航(hang)天(tian)工(gong)程辦(ban)公室(shi)主任郝(hao)淳在國(guo)新(xin)辦(ban)新(xin)聞發布會上介(jie)紹,計劃2023年發射中(zhong)國(guo)首(shou)個大型空(kong)間巡天(tian)望遠鏡,開展廣(guang)域(yu)巡天(tian)觀測。未(wei)來它將(jiang)與中(zhong)國(guo)空(kong)間站共軌飛行,帶(dai)來全景(jing)式宇宙高清圖。
2022年7月,巡(xun)天空間望(wang)遠鏡(jing)預計2024年投入科學運行。