載人空(kong)(kong)間(jian)站工(gong)程巡天空(kong)(kong)間(jian)望遠(yuan)鏡(Chinese Survey Space Telescope),簡稱(cheng)CSST,也可(ke)稱(cheng)為“巡天”。是中國空(kong)(kong)間(jian)站建設規劃中四個大型(xing)艙(cang)段中的一個,即共軌飛行艙(cang)段“巡天”光(guang)學(xue)艙(cang)(或稱(cheng)光(guang)學(xue)空(kong)(kong)間(jian)望遠(yuan)鏡、太空(kong)(kong)望遠(yuan)鏡)。
中國首個大型(xing)空間巡天望遠(yuan)鏡2024年將計劃(hua)發射。
巡天(tian)空(kong)(kong)間望(wang)遠鏡就好像一(yi)座在軌飛(fei)行的(de)移(yi)動式空(kong)(kong)間天(tian)文臺,可以(yi)避(bi)開大氣干擾,展(zhan)開前(qian)沿(yan)天(tian)文探索(suo)。
巡天望遠鏡(jing)的(de)(de)特點就是看(kan)得深(shen)、看(kan)得廣、看(kan)得精。同等深(shen)度和精度基礎上,它(ta)的(de)(de)廣度是哈(ha)勃望遠鏡(jing)的(de)(de)300倍以上,同等條件下,哈(ha)勃望遠鏡(jing)能看(kan)到(dao)1顆(ke)星,空間巡天望遠鏡(jing)可以看(kan)到(dao)300顆(ke)星。
中(zhong)國空(kong)間站(zhan)(zhan)的建設規(gui)劃(hua)當中(zhong),“天(tian)宮”空(kong)間站(zhan)(zhan)主要由4個(ge)(ge)大型(xing)艙段(duan)組成(cheng),其(qi)中(zhong)“天(tian)和(he)”核心艙、“問天(tian)”實(shi)驗艙、“夢天(tian)”實(shi)驗艙構成(cheng)空(kong)間站(zhan)(zhan)的主干(gan)部分,第4個(ge)(ge)艙段(duan)卻是一個(ge)(ge)共(gong)軌飛行(xing)艙段(duan)“巡天(tian)”光學艙(或稱太空(kong)望(wang)遠鏡)。
中國自主研發(fa)建造的(de)(de)光學(xue)空間(jian)望遠鏡全稱(cheng)是(shi)載人空間(jian)站(zhan)工(gong)程巡(xun)天空間(jian)望遠鏡,也(ye)可稱(cheng)為“巡(xun)天”,原本是(shi)夢天號實驗(yan)艙的(de)(de)組成部分(fen),但由(you)于兼容問題(ti)最終被設計為與(yu)天宮空間(jian)站(zhan)共軌(gui)運行的(de)(de)獨立艙段。
“巡天”光學艙不僅將(jiang)填補我國(guo)空(kong)間天文觀測的(de)空(kong)白,而且將(jiang)實現接(jie)近(jin)哈勃望遠鏡(jing)的(de)分辨率和(he)超(chao)過哈勃望遠鏡(jing)兩個(ge)數(shu)量(liang)級的(de)視(shi)場,能快速完成(cheng)大規(gui)模的(de)多色成(cheng)像和(he)無縫光譜巡天。
作為(wei)中國空間站的(de)光學艙,巡天空間望遠鏡將架設(she)一(yi)套口徑(jing)2米的(de)光學系統,并配備一(yi)系列(lie)最先進的(de)探測器。望遠鏡的(de)大小相(xiang)當于一(yi)輛(liang)大客車(che),立起來(lai)有(you)三層樓高,重(zhong)達十幾噸。
巡(xun)天(tian)空(kong)間望(wang)遠鏡(jing)(jing)主要分成(cheng)兩部分,一(yi)個(ge)(ge)是(shi)巡(xun)天(tian)光(guang)學設施(shi),還有(you)一(yi)個(ge)(ge)是(shi)巡(xun)天(tian)平臺。巡(xun)天(tian)光(guang)學設施(shi)就是(shi)一(yi)臺望(wang)遠鏡(jing)(jing),它實(shi)際上有(you)很多的子(zi)系統。
在巡(xun)天(tian)空間望遠鏡上(shang),第一代儀(yi)器(qi)共包(bao)含5臺觀測(ce)設備,包(bao)括巡(xun)天(tian)模(mo)塊、太赫(he)茲模(mo)塊、多通道(dao)成像(xiang)儀(yi)、積分視場光譜儀(yi)和系外行星成像(xiang)星冕儀(yi)。其中(zhong),占據最(zui)主要觀測(ce)時間的(de)就(jiu)是(shi)巡(xun)天(tian)模(mo)塊,這是(shi)一個視野極為寬闊的(de)相機。
“巡天”光學艙裝(zhuang)有一(yi)臺(tai)2米口徑的(de)大型望(wang)遠鏡,巡天號觀(guan)測(ce)波長范(fan)圍為255~1000納米,可覆蓋從近(jin)紫(zi)外、可見光到近(jin)紅外波段。
“巡天”光(guang)(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)艙(cang)除了(le)(le)裝有2米口徑的(de)Cook型離軸三反射光(guang)(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)系統,還增加了(le)(le)一(yi)個折轉鏡便于實現不同光(guang)(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)載荷之間的(de)切換、調焦和精密穩像(xiang)等功能(neng)。據悉,巡天號(hao)光(guang)(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)艙(cang)還將(jiang)是中國首(shou)個使用主動(dong)(dong)光(guang)(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)的(de)太空(kong)望遠鏡,可通過主動(dong)(dong)調整(zheng)次(ci)鏡的(de)形變(bian)進一(yi)步提高望遠鏡成像(xiang)質量。
“巡天(tian)”光學艙能(neng)實現自主飛(fei)行,因此具有(you)很高的姿態(tai)調整精度,而且它(ta)還具備主動交(jiao)會和(he)停靠空間(jian)站(zhan)的能(neng)力,可以在停靠空間(jian)站(zhan)期(qi)間(jian)接受推進(jin)劑補加,并對設備進(jin)行維(wei)護、維(wei)修和(he)更新升(sheng)級(ji)等工作,因此也(ye)具有(you)更好地維(wei)護效率(lv)和(he)費效比。
此外,“巡(xun)天”光學(xue)艙還兼(jian)具(ju)巡(xun)天和查地能力,能作為遙感(gan)衛星使用,這也是中國(guo)首創的設計理念,在(zai)全世界都是獨一份。
按照規劃,“巡(xun)天”光學艙將與空間站共軌飛行(xing),主要用于實施天文(wen)觀測(ce),兼(jian)顧對地觀測(ce)能力(li)。它能夠(gou)提供與哈勃(bo)望(wang)遠(yuan)鏡分辨率大致相當,但(dan)視場大300多倍的(de)(de)巡(xun)天觀察能力(li),光學系統(tong)的(de)(de)性能在世(shi)界新一代太空望(wang)遠(yuan)鏡中也是屈指可數的(de)(de)。
該(gai)光(guang)學艙還(huan)搭載了巡(xun)天(tian)(tian)相機、積分(fen)視場(chang)光(guang)譜儀(yi)、多(duo)通道成(cheng)像儀(yi)、系(xi)外(wai)行星(xing)(xing)成(cheng)像星(xing)(xing)冕(mian)儀(yi)、太赫茲接收儀(yi)等(deng)5個(ge)有效載荷(he),除了具備基本的快速巡(xun)天(tian)(tian)能力(li)外(wai),系(xi)外(wai)行星(xing)(xing)成(cheng)像星(xing)(xing)冕(mian)儀(yi)還(huan)為它增加了探測(ce)和研究系(xi)外(wai)行星(xing)(xing)的能力(li)。
“巡天”光(guang)學艙最主要的任務是巡天觀測,科研人員計劃進行17500平方度(du)的多色成像(xiang)觀測,以及與(yu)之同(tong)(tong)天區(qu)的無(wu)縫(feng)光(guang)譜觀測,還將進行400平方度(du)的多色成像(xiang)深場觀測和與(yu)之同(tong)(tong)天區(qu)的無(wu)縫(feng)光(guang)譜深場觀測。
巡(xun)天號光學(xue)(xue)艙(cang)在未(wei)來10年的(de)巡(xun)天觀測任務中,有望憑借優秀的(de)性能,觀測分析和揭示宇(yu)宙加速膨脹的(de)機理,甚至帶來意料之外(wai)的(de)重大科學(xue)(xue)發現。
中(zhong)國空間站望(wang)遠鏡巡(xun)天(tian)模塊(kuai)的(de)主焦(jiao)面(mian)由30塊(kuai)探(tan)測(ce)器拼接而成,每一塊(kuai)都(dou)比哈勃的(de)探(tan)測(ce)器大。其中(zhong)18塊(kuai)探(tan)測(ce)器上(shang)設置有(you)不同(tong)的(de)濾光(guang)(guang)(guang)片(pian),可以獲得宇宙天(tian)體在不同(tong)波段的(de)彩(cai)色圖(tu)像;另外12塊(kuai)探(tan)測(ce)器則用于無縫光(guang)(guang)(guang)譜(pu)觀測(ce),平均(jun)每次曝(pu)光(guang)(guang)(guang)可以獲得至(zhi)少上(shang)千個天(tian)體的(de)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)信(xin)息。運行后,它將成為太(tai)空中(zhong)像元規模最大的(de)天(tian)文相(xiang)機。
2022年4月17日(ri),國務(wu)院(yuan)新聞(wen)辦(ban)公室舉行新聞(wen)發(fa)布會介(jie)(jie)紹中國空間(jian)站建造進展(zhan)情況。據介(jie)(jie)紹,2023年我們計劃發(fa)射我國首(shou)個大型空間(jian)巡(xun)天望遠鏡,開(kai)展(zhan)廣域巡(xun)天觀測,將在(zai)宇宙結構(gou)形成和演化、暗物質和暗能量、系外行星(xing)與太陽系天體等方面開(kai)展(zhan)前沿科學研究,有望取(qu)得(de)一批重大創新成果(guo)。
2022年(nian)5月7日消(xiao)息,中國(guo)載人航天工程辦公室(shi)主任郝淳在國(guo)新(xin)辦新(xin)聞發布會(hui)上介紹,計(ji)劃2023年(nian)發射(she)中國(guo)首(shou)個大型(xing)空間巡天望遠(yuan)鏡(jing),開(kai)展廣域巡天觀測(ce)。未來它將與中國(guo)空間站共軌(gui)飛(fei)行(xing),帶來全景式宇宙(zhou)高(gao)清圖(tu)。
2022年7月,巡天空間望遠鏡(jing)預計(ji)2024年投入科學運行。