載(zai)人(ren)空(kong)(kong)間站工(gong)程巡(xun)天(tian)空(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡(Chinese Survey Space Telescope),簡稱CSST,也可稱為“巡(xun)天(tian)”。是中國空(kong)(kong)間站建設規劃中四個(ge)大型艙(cang)段中的一個(ge),即共軌飛行艙(cang)段“巡(xun)天(tian)”光學(xue)艙(cang)(或(huo)稱光學(xue)空(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡、太(tai)空(kong)(kong)望(wang)遠(yuan)鏡)。
中國(guo)首個大型空(kong)間巡天(tian)望遠(yuan)鏡2024年將(jiang)計劃(hua)發(fa)射。
巡天空間望遠鏡就好(hao)像一(yi)座在軌飛行的移動式空間天文臺,可以避開大(da)氣干(gan)擾,展(zhan)開前沿(yan)天文探索。
巡(xun)(xun)天望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的特點就是看(kan)得(de)(de)深、看(kan)得(de)(de)廣(guang)、看(kan)得(de)(de)精(jing)。同等深度和(he)精(jing)度基礎上(shang),它的廣(guang)度是哈(ha)勃望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的300倍以上(shang),同等條件下,哈(ha)勃望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)能看(kan)到(dao)1顆(ke)星,空(kong)間(jian)巡(xun)(xun)天望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)可以看(kan)到(dao)300顆(ke)星。
中(zhong)國空(kong)間(jian)站的建設規(gui)劃當(dang)中(zhong),“天(tian)宮”空(kong)間(jian)站主要(yao)由4個大(da)型(xing)艙(cang)段組成(cheng),其(qi)中(zhong)“天(tian)和”核心(xin)艙(cang)、“問天(tian)”實驗(yan)艙(cang)、“夢天(tian)”實驗(yan)艙(cang)構(gou)成(cheng)空(kong)間(jian)站的主干部分,第4個艙(cang)段卻是一個共軌(gui)飛行艙(cang)段“巡天(tian)”光(guang)學艙(cang)(或稱太空(kong)望遠(yuan)鏡)。
中國自主研發建(jian)造的(de)(de)(de)光學(xue)空(kong)(kong)間望遠(yuan)鏡全稱(cheng)是載人空(kong)(kong)間站工程巡天(tian)空(kong)(kong)間望遠(yuan)鏡,也可稱(cheng)為(wei)“巡天(tian)”,原本是夢天(tian)號實驗(yan)艙的(de)(de)(de)組成(cheng)部分(fen),但由于兼(jian)容問題(ti)最終被(bei)設計為(wei)與天(tian)宮(gong)空(kong)(kong)間站共軌運行的(de)(de)(de)獨立艙段(duan)。
“巡天”光學艙不(bu)僅將(jiang)填補我(wo)國空間天文觀測的(de)空白,而且將(jiang)實現接近(jin)哈勃望遠鏡(jing)的(de)分辨率和超過(guo)哈勃望遠鏡(jing)兩個數量級的(de)視場,能(neng)快速完成大(da)規模的(de)多色成像和無縫光譜巡天。
作為(wei)中(zhong)國空(kong)間(jian)站的光(guang)(guang)學艙,巡天(tian)空(kong)間(jian)望遠鏡將架設(she)一(yi)套口徑(jing)2米的光(guang)(guang)學系統,并配備一(yi)系列最先進的探測器。望遠鏡的大小相(xiang)當(dang)于一(yi)輛大客車,立起來有(you)三(san)層(ceng)樓高(gao),重(zhong)達十幾(ji)噸。
巡(xun)天(tian)空間望遠鏡主(zhu)要分(fen)成兩部分(fen),一個(ge)是巡(xun)天(tian)光(guang)學設(she)施,還有一個(ge)是巡(xun)天(tian)平(ping)臺。巡(xun)天(tian)光(guang)學設(she)施就是一臺望遠鏡,它實際上(shang)有很多(duo)的子系統。
在巡(xun)天空間望(wang)遠(yuan)鏡上(shang),第一代儀器共包(bao)含5臺觀(guan)(guan)測(ce)設備(bei),包(bao)括(kuo)巡(xun)天模塊、太赫茲模塊、多通道(dao)成像儀、積分視場光譜儀和系外行星成像星冕(mian)儀。其中,占據最主要觀(guan)(guan)測(ce)時(shi)間的就是(shi)巡(xun)天模塊,這是(shi)一個視野極為寬闊的相機。
“巡天”光學艙裝有一(yi)臺2米口(kou)徑的大型(xing)望遠鏡(jing),巡天號觀測波長范(fan)圍為(wei)255~1000納米,可覆蓋從近紫(zi)外、可見光到近紅(hong)外波段。
“巡天(tian)(tian)”光(guang)學(xue)(xue)艙除了裝(zhuang)有2米口徑的Cook型(xing)離軸三(san)反射(she)光(guang)學(xue)(xue)系(xi)統,還增加了一(yi)個折(zhe)轉鏡便于實現不同(tong)光(guang)學(xue)(xue)載荷之間的切換(huan)、調焦和精密穩像等功能。據悉,巡天(tian)(tian)號光(guang)學(xue)(xue)艙還將(jiang)是(shi)中國首個使用主(zhu)動光(guang)學(xue)(xue)的太(tai)空望遠(yuan)鏡,可通過主(zhu)動調整次鏡的形(xing)變(bian)進一(yi)步提高(gao)望遠(yuan)鏡成像質(zhi)量。
“巡天”光學艙能(neng)實現自主(zhu)飛行(xing),因此(ci)具有很(hen)高的(de)姿態調(diao)整(zheng)精度,而且(qie)它還具備主(zhu)動交會和停靠(kao)空(kong)(kong)間站(zhan)(zhan)的(de)能(neng)力,可以在(zai)停靠(kao)空(kong)(kong)間站(zhan)(zhan)期間接受推進劑補加(jia),并對設備進行(xing)維(wei)(wei)護、維(wei)(wei)修和更(geng)新升級(ji)等工作,因此(ci)也具有更(geng)好(hao)地維(wei)(wei)護效率和費效比。
此(ci)外,“巡天”光學艙(cang)還(huan)兼具巡天和(he)查地能力,能作為遙感衛星(xing)使(shi)用(yong),這也是中國首創的設計理念,在全世界(jie)都是獨一份。
按照規劃,“巡(xun)天(tian)”光(guang)學艙將與(yu)(yu)空間站共(gong)軌飛行,主要用(yong)于實施天(tian)文(wen)觀測(ce),兼顧對地觀測(ce)能力。它能夠(gou)提供與(yu)(yu)哈(ha)勃望遠鏡分辨率大(da)致相當,但視場(chang)大(da)300多倍(bei)的巡(xun)天(tian)觀察能力,光(guang)學系統的性能在世(shi)界新(xin)一代太(tai)空望遠鏡中也是(shi)屈指(zhi)可數(shu)的。
該光(guang)學艙還搭載了巡(xun)天相機、積分視(shi)場(chang)光(guang)譜(pu)儀(yi)、多通(tong)道成(cheng)像(xiang)儀(yi)、系外(wai)行(xing)星成(cheng)像(xiang)星冕儀(yi)、太赫茲接(jie)收儀(yi)等5個有效載荷,除了具備(bei)基本(ben)的(de)快速巡(xun)天能(neng)力(li)外(wai),系外(wai)行(xing)星成(cheng)像(xiang)星冕儀(yi)還為它增加了探測和研究(jiu)系外(wai)行(xing)星的(de)能(neng)力(li)。
“巡(xun)天”光學艙(cang)最主要的(de)(de)任務是巡(xun)天觀(guan)測(ce)(ce),科研人員計劃(hua)進行17500平(ping)方度的(de)(de)多色(se)成像觀(guan)測(ce)(ce),以及與(yu)(yu)之(zhi)同(tong)天區的(de)(de)無縫光譜觀(guan)測(ce)(ce),還將(jiang)進行400平(ping)方度的(de)(de)多色(se)成像深(shen)(shen)場觀(guan)測(ce)(ce)和與(yu)(yu)之(zhi)同(tong)天區的(de)(de)無縫光譜深(shen)(shen)場觀(guan)測(ce)(ce)。
巡天(tian)號光學艙(cang)在未(wei)來10年的巡天(tian)觀測(ce)任務中,有望憑借優秀的性能,觀測(ce)分(fen)析和揭示宇宙加速(su)膨(peng)脹(zhang)的機理,甚(shen)至帶來意料(liao)之(zhi)外(wai)的重大科學發(fa)現。
中國空間站望遠(yuan)鏡巡天模(mo)塊(kuai)(kuai)的(de)主焦面由30塊(kuai)(kuai)探(tan)測(ce)器(qi)(qi)拼接而成,每(mei)一塊(kuai)(kuai)都比哈勃的(de)探(tan)測(ce)器(qi)(qi)大(da)。其中18塊(kuai)(kuai)探(tan)測(ce)器(qi)(qi)上設置有(you)不同的(de)濾光(guang)(guang)片,可(ke)以(yi)(yi)獲得(de)宇宙天體(ti)在不同波(bo)段的(de)彩色圖像;另外(wai)12塊(kuai)(kuai)探(tan)測(ce)器(qi)(qi)則(ze)用(yong)于無縫光(guang)(guang)譜觀測(ce),平均每(mei)次曝光(guang)(guang)可(ke)以(yi)(yi)獲得(de)至少上千個天體(ti)的(de)光(guang)(guang)譜信息(xi)。運行后(hou),它將(jiang)成為太空中像元規模(mo)最(zui)大(da)的(de)天文相(xiang)機。
2022年4月17日,國(guo)務院(yuan)新(xin)(xin)聞(wen)辦公(gong)室(shi)舉行(xing)新(xin)(xin)聞(wen)發布會介紹(shao)中國(guo)空(kong)間站建造進展情況。據(ju)介紹(shao),2023年我們計劃發射我國(guo)首個大型(xing)空(kong)間巡天望遠鏡,開展廣域巡天觀測,將在宇宙結構形成和演化(hua)、暗物質和暗能量、系外(wai)行(xing)星與太陽系天體(ti)等(deng)方面開展前(qian)沿(yan)科學研究(jiu),有望取得一批重大創新(xin)(xin)成果。
2022年(nian)5月7日消息,中國載人航天工程辦(ban)公室主任郝(hao)淳在國新辦(ban)新聞發(fa)布(bu)會上介(jie)紹(shao),計劃2023年(nian)發(fa)射中國首(shou)個大(da)型空間巡天望遠鏡,開展廣域巡天觀測。未來(lai)它(ta)將與中國空間站共軌飛(fei)行(xing),帶來(lai)全(quan)景式宇宙(zhou)高(gao)清圖。
2022年7月,巡天空(kong)間(jian)望遠(yuan)鏡預計(ji)2024年投入科學運行。