中國(guó)航天近期發(fā)布了一項(xiàng)振奮人心的發(fā)射計(jì)劃——2023年發(fā)射中國(guó)首個(gè)大型空間巡天望遠(yuǎn)鏡。
這臺(tái)耗資約2.6億人民幣的巡天望遠(yuǎn)鏡重量超過十噸，鏡片直徑兩米，跟一輛公交車差不多大。未來將與中國(guó)空間站同軌飛行，開展廣域巡天觀測(cè)，成為助力中國(guó)航天事業(yè)發(fā)展的最新天文觀測(cè)設(shè)備。巡天望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)壽命是十年，將拍攝至少60萬張照片，實(shí)現(xiàn)對(duì)40%以上的天區(qū)、約17500平方度的范圍進(jìn)行觀測(cè)，將促進(jìn)中國(guó)光學(xué)天文的飛躍式發(fā)展，能把宇宙看得更廣、更深、更清晰，并為人類帶來對(duì)宇宙的更廣泛的認(rèn)知和更深度的思考。
眾所周知，美國(guó)宇航局NASA早在30年前就發(fā)射了一臺(tái)名為哈勃的空間望遠(yuǎn)鏡，不管是設(shè)計(jì)理念，攜帶儀器，觀測(cè)范圍，成像質(zhì)量，研究成果，即便是放到今天也是妥妥的黑科技，仍然是光學(xué)技術(shù)的頂峰，是幾十年來全人類的太空探索之眼。
咱有一說一，在空間天文光學(xué)領(lǐng)域，其他國(guó)家在這方面的差距不止30年，包括我國(guó)的巡天望遠(yuǎn)鏡，它在角分辨率等方面仍不及哈勃。但是這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡對(duì)我國(guó)空間光學(xué)技術(shù)來說絕對(duì)是跨越式的，其采用的是離軸三反式望遠(yuǎn)鏡，這就像在原來望遠(yuǎn)鏡的基礎(chǔ)上又添加了一個(gè)廣角鏡頭，在視場(chǎng)范圍上優(yōu)勢(shì)更加明顯，一旦發(fā)射并成功運(yùn)行，立馬使我國(guó)躋身天文光學(xué)領(lǐng)域世界一流水平。
雖然哈勃望遠(yuǎn)鏡憑借出色的深空拍攝能力幫科學(xué)家們?nèi)〉昧舜罅垦芯砍晒?，但未來科學(xué)家們需要的是能夠看得更遠(yuǎn)和更廣的設(shè)備。比如2021年底發(fā)射的詹姆斯韋伯望遠(yuǎn)鏡，它就屬于看得更遠(yuǎn)的類型，因?yàn)樗?span id="8wthk2x" class="wpcom_tag_link">口徑更大，主要探測(cè)更長(zhǎng)的波段，所以可以捕捉更遙遠(yuǎn)處更加微弱的天體信號(hào)。
而我國(guó)的巡天望遠(yuǎn)鏡，它是屬于看得更廣的設(shè)備。他的口徑雖然只有兩米，比哈勃略小，但是在成像質(zhì)量和哈佛相當(dāng)?shù)那闆r下，它的視場(chǎng)是哈勃的350倍，一次曝光就可以獲得上千個(gè)天體的光譜信息。如果說哈勃望遠(yuǎn)鏡為我們展示的是宇宙一角的高清特寫的話，那么巡天望遠(yuǎn)鏡給我們帶來的就是宇宙大范圍的全景的高清圖，就像巡天望遠(yuǎn)鏡可以觀察到鳥巢運(yùn)動(dòng)場(chǎng)里的所有觀眾的面部表情，而哈勃望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)的則只是其中的一小片區(qū)域的一部分觀眾。因此它非常適合做巡天任務(wù)，所以被稱為巡天望遠(yuǎn)鏡。
巡天望遠(yuǎn)鏡和哈勃望遠(yuǎn)鏡還有一項(xiàng)區(qū)別，按照最初的設(shè)計(jì)，巡天望遠(yuǎn)鏡是中國(guó)空間站的一部分，叫做巡天光學(xué)艙，但后來卻改成了一個(gè)獨(dú)立的飛行器，單飛的原因是如果它與空間站連體飛行，那么空間站自身的震動(dòng)和內(nèi)部人員的活動(dòng)帶來了細(xì)微震動(dòng)，會(huì)給望遠(yuǎn)鏡的成像質(zhì)量帶來影響，可能就會(huì)導(dǎo)致望遠(yuǎn)鏡的照片拍的不清晰。所以這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡就從空間站的一部分改成和空間站同軌道飛行，這樣不僅解決了空間站和人員活動(dòng)帶來的干擾，也能夠很方便地對(duì)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行維護(hù)和升級(jí)。而哈勃望遠(yuǎn)鏡則是在單獨(dú)軌道上獨(dú)立運(yùn)行的，每次維修或升級(jí)都要單獨(dú)發(fā)射航天飛機(jī)過去，運(yùn)維成本要高得多。
這里還需要和大家再科普一下的就是，很多人疑惑中國(guó)不是有天眼FAST嗎？為什么還要發(fā)射巡天望遠(yuǎn)鏡？
其實(shí)兩種望遠(yuǎn)鏡性質(zhì)是不一樣的，我國(guó)的天眼FAST是世界上最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，它主要接收宇宙中的無線電波，用來研究宇宙當(dāng)中如脈沖星這樣的致密天體。而無線電波并非可見光波段，也就是只能聽不能看。而巡天望遠(yuǎn)鏡屬于光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，把它直接放置到太空中可以避免了大氣遮擋的影響，可直接拍得更清晰、更準(zhǔn)確的圖像。而且在太空中，望遠(yuǎn)鏡也能觀測(cè)到一些被大氣層吸收散射的特殊波段光線，甚至可以看到暗物質(zhì)，從而幫助人類更直觀地觀察和認(rèn)知宇宙。
我國(guó)在天文觀測(cè)領(lǐng)域起步雖晚，但是在咱們幾代科學(xué)家的努力下，不停追趕，如今已經(jīng)在很多領(lǐng)域取得了領(lǐng)先。巡天望遠(yuǎn)鏡對(duì)于我國(guó)科學(xué)家來說是非常難得的機(jī)遇，目前正在加緊組裝當(dāng)中，我們一起期待中國(guó)的太空之眼早日升空巡天，早日獲得中國(guó)人自己拍下的高清宇宙圖像。
中國(guó)加油!
