載(zai)人空(kong)(kong)間站工程巡天空(kong)(kong)間望(wang)遠鏡(Chinese Survey Space Telescope),簡(jian)稱CSST,也可稱為“巡天”。是中(zhong)國空(kong)(kong)間站建設規劃(hua)中(zhong)四個大型艙段中(zhong)的一個,即共軌飛行艙段“巡天”光學(xue)艙(或稱光學(xue)空(kong)(kong)間望(wang)遠鏡、太(tai)空(kong)(kong)望(wang)遠鏡)。
中國首個(ge)大型空間巡天望遠鏡2024年將計劃發射。
巡天空(kong)(kong)間(jian)望(wang)遠鏡就(jiu)好像一座(zuo)在(zai)軌飛行的移(yi)動式空(kong)(kong)間(jian)天文臺,可以避開(kai)大氣干(gan)擾(rao),展開(kai)前沿天文探索(suo)。
巡(xun)天(tian)望(wang)遠(yuan)鏡的特點就是看(kan)(kan)得(de)深(shen)、看(kan)(kan)得(de)廣、看(kan)(kan)得(de)精。同等深(shen)度(du)(du)和精度(du)(du)基礎上(shang),它的廣度(du)(du)是哈勃望(wang)遠(yuan)鏡的300倍(bei)以上(shang),同等條件下(xia),哈勃望(wang)遠(yuan)鏡能看(kan)(kan)到1顆星(xing),空(kong)間巡(xun)天(tian)望(wang)遠(yuan)鏡可以看(kan)(kan)到300顆星(xing)。
中(zhong)國空間(jian)(jian)站的建設規劃(hua)當中(zhong),“天(tian)宮”空間(jian)(jian)站主(zhu)要由4個(ge)(ge)大(da)型艙(cang)(cang)段組成,其(qi)中(zhong)“天(tian)和”核(he)心艙(cang)(cang)、“問天(tian)”實驗艙(cang)(cang)、“夢天(tian)”實驗艙(cang)(cang)構成空間(jian)(jian)站的主(zhu)干部分,第4個(ge)(ge)艙(cang)(cang)段卻是一個(ge)(ge)共軌飛行艙(cang)(cang)段“巡(xun)天(tian)”光學艙(cang)(cang)(或稱(cheng)太(tai)空望遠鏡)。
中國(guo)自主研發(fa)建造的(de)光學(xue)空(kong)間望遠鏡(jing)全稱(cheng)是載人空(kong)間站工程巡(xun)天(tian)空(kong)間望遠鏡(jing),也(ye)可稱(cheng)為(wei)“巡(xun)天(tian)”,原本是夢(meng)天(tian)號實驗艙的(de)組成部(bu)分(fen),但由于(yu)兼容問題最終被設(she)計為(wei)與天(tian)宮空(kong)間站共軌運行的(de)獨立(li)艙段。
“巡(xun)天”光學(xue)艙不僅將(jiang)填補我國(guo)空間天文觀(guan)測的(de)空白,而且(qie)將(jiang)實現接近哈(ha)勃望遠(yuan)鏡的(de)分辨(bian)率和超過哈(ha)勃望遠(yuan)鏡兩個數量級的(de)視(shi)場,能快速完成大規模的(de)多色成像和無縫光譜(pu)巡(xun)天。
作為中(zhong)國(guo)空間站的(de)光學(xue)艙,巡(xun)天空間望遠(yuan)鏡將架設(she)一套口徑2米的(de)光學(xue)系統,并配備一系列最先進的(de)探測(ce)器(qi)。望遠(yuan)鏡的(de)大小(xiao)相當于一輛大客車,立起(qi)來有三層樓高,重達十幾噸。
巡(xun)天空間望(wang)(wang)遠鏡主要分(fen)成兩部(bu)分(fen),一(yi)個是巡(xun)天光(guang)學(xue)(xue)設(she)施,還有(you)一(yi)個是巡(xun)天平(ping)臺。巡(xun)天光(guang)學(xue)(xue)設(she)施就是一(yi)臺望(wang)(wang)遠鏡,它(ta)實際上有(you)很多(duo)的子系(xi)統(tong)。
在巡天(tian)空間(jian)望遠鏡上(shang),第一(yi)代儀器共包含5臺(tai)觀(guan)測設(she)備,包括巡天(tian)模(mo)塊、太赫(he)茲模(mo)塊、多通道成像儀、積(ji)分視(shi)場光譜儀和系外行星成像星冕儀。其中,占據(ju)最主要(yao)觀(guan)測時間(jian)的就是巡天(tian)模(mo)塊,這是一(yi)個(ge)視(shi)野極為寬闊的相機(ji)。
“巡天”光學艙裝(zhuang)有一臺2米口徑(jing)的大型(xing)望(wang)遠鏡,巡天號(hao)觀測波長范圍(wei)為255~1000納米,可覆蓋從近(jin)紫(zi)外(wai)、可見光到近(jin)紅(hong)外(wai)波段(duan)。
“巡(xun)天”光(guang)學(xue)艙(cang)除了(le)裝有(you)2米口徑(jing)的Cook型離軸三反射光(guang)學(xue)系統,還(huan)增加了(le)一個折轉鏡便于實現(xian)不(bu)同光(guang)學(xue)載荷之間的切換、調(diao)焦和精密(mi)穩像等功能(neng)。據悉(xi),巡(xun)天號光(guang)學(xue)艙(cang)還(huan)將是(shi)中(zhong)國首個使用主動光(guang)學(xue)的太空(kong)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡,可通過主動調(diao)整(zheng)次鏡的形變進一步提高(gao)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡成像質量(liang)。
“巡(xun)天”光(guang)學艙能(neng)實現自主飛(fei)行,因此具(ju)有很高的(de)姿態調(diao)整精度,而且它還(huan)具(ju)備主動交(jiao)會和(he)停靠(kao)(kao)空(kong)間(jian)站的(de)能(neng)力(li),可以在停靠(kao)(kao)空(kong)間(jian)站期間(jian)接受(shou)推進劑補加(jia),并對設備進行維(wei)護、維(wei)修和(he)更(geng)新升(sheng)級等(deng)工(gong)作,因此也具(ju)有更(geng)好地(di)維(wei)護效率和(he)費效比(bi)。
此外,“巡天”光學艙還兼具(ju)巡天和(he)查地能力,能作為遙感衛星使用,這(zhe)也是中國(guo)首創的(de)設計(ji)理念,在全世界(jie)都是獨一份。
按照規劃,“巡天”光(guang)(guang)學(xue)艙將(jiang)與空間站共軌飛行(xing),主要用(yong)于(yu)實施天文觀測,兼顧對(dui)地觀測能(neng)力(li)(li)。它能(neng)夠提(ti)供與哈(ha)勃(bo)望遠鏡分辨(bian)率大(da)致相當,但視場(chang)大(da)300多倍的(de)巡天觀察(cha)能(neng)力(li)(li),光(guang)(guang)學(xue)系統的(de)性能(neng)在世界新一代太空望遠鏡中也是(shi)屈指可數(shu)的(de)。
該(gai)光學艙還(huan)搭載(zai)了巡天相機、積分(fen)視場光譜儀、多通道成(cheng)像儀、系外行(xing)星成(cheng)像星冕儀、太赫茲接收儀等5個有(you)效載(zai)荷,除了具備基本的(de)快速巡天能力外,系外行(xing)星成(cheng)像星冕儀還(huan)為它(ta)增加了探測和研究系外行(xing)星的(de)能力。
“巡(xun)天(tian)”光學艙最主要(yao)的(de)任務是巡(xun)天(tian)觀(guan)測(ce),科研人員計劃進(jin)行(xing)(xing)17500平(ping)(ping)方度的(de)多色成(cheng)像(xiang)觀(guan)測(ce),以及與之同天(tian)區(qu)的(de)無縫光譜(pu)觀(guan)測(ce),還(huan)將進(jin)行(xing)(xing)400平(ping)(ping)方度的(de)多色成(cheng)像(xiang)深場(chang)觀(guan)測(ce)和(he)與之同天(tian)區(qu)的(de)無縫光譜(pu)深場(chang)觀(guan)測(ce)。
巡(xun)(xun)天(tian)號光(guang)學艙(cang)在未(wei)來(lai)10年的(de)(de)巡(xun)(xun)天(tian)觀(guan)測(ce)任(ren)務(wu)中,有望(wang)憑借優秀的(de)(de)性能,觀(guan)測(ce)分析和(he)揭(jie)示宇(yu)宙加(jia)速膨脹的(de)(de)機(ji)理,甚至帶來(lai)意料(liao)之外的(de)(de)重大科學發(fa)現。
中(zhong)(zhong)國空間(jian)站望(wang)遠鏡巡(xun)天模塊(kuai)的(de)主焦面由(you)30塊(kuai)探(tan)測(ce)器(qi)拼(pin)接(jie)而成(cheng),每一塊(kuai)都比哈勃的(de)探(tan)測(ce)器(qi)大。其中(zhong)(zhong)18塊(kuai)探(tan)測(ce)器(qi)上(shang)設置有不同的(de)濾(lv)光(guang)片,可以獲得(de)宇宙天體在不同波段的(de)彩色圖像;另外12塊(kuai)探(tan)測(ce)器(qi)則(ze)用(yong)于(yu)無縫光(guang)譜觀測(ce),平均每次曝光(guang)可以獲得(de)至少上(shang)千個天體的(de)光(guang)譜信息。運行后,它將成(cheng)為太空中(zhong)(zhong)像元(yuan)規(gui)模最大的(de)天文相機。
2022年(nian)4月17日,國(guo)務院新(xin)聞(wen)(wen)辦公室舉行新(xin)聞(wen)(wen)發(fa)(fa)布會(hui)介紹(shao)中國(guo)空間(jian)站(zhan)建造進展(zhan)情況。據介紹(shao),2023年(nian)我們計劃發(fa)(fa)射我國(guo)首個大型空間(jian)巡天望遠(yuan)鏡,開展(zhan)廣域巡天觀測,將在宇宙(zhou)結構形成(cheng)和演化(hua)、暗(an)物質和暗(an)能(neng)量、系外行星與太陽系天體(ti)等方面開展(zhan)前(qian)沿科學研究(jiu),有(you)望取得(de)一批重大創新(xin)成(cheng)果。
2022年5月7日消(xiao)息,中(zhong)國載人航天工程辦公室主(zhu)任郝淳在國新(xin)辦新(xin)聞發(fa)布(bu)會上介紹(shao),計劃2023年發(fa)射(she)中(zhong)國首(shou)個大型空間巡(xun)天望遠鏡,開展廣域巡(xun)天觀測。未來它將與中(zhong)國空間站共軌飛行,帶來全景式宇宙(zhou)高清(qing)圖。
2022年7月,巡天空間望遠鏡預計(ji)2024年投入科學運行(xing)。