中國(guó)空間站望遠(yuǎn)鏡的藝術(shù)構(gòu)思。照片由受訪(fǎng)者提供
中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)副臺(tái)長(zhǎng)、中國(guó)空間站望遠(yuǎn)鏡科學(xué)工作聯(lián)合中心主任劉繼峰告訴記者，預(yù)計(jì)2023年發(fā)射的中國(guó)空間站望遠(yuǎn)鏡非常令人印象深刻，大約巴士大小，三層樓高。它的口徑為兩米，相當(dāng)于美國(guó)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的口徑，視場(chǎng)比哈勃望遠(yuǎn)鏡大350倍。
“視場(chǎng)是望遠(yuǎn)鏡能夠看到宇宙的視野。哈勃望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)大約是我們伸出的手指甲大小的1/100。它一直在觀察宇宙30年了，但它的所有數(shù)據(jù)只覆蓋了夜空的一小部分。”負(fù)責(zé)中國(guó)空間站望遠(yuǎn)鏡科學(xué)數(shù)據(jù)的科學(xué)家李然說(shuō)。
“我們的望遠(yuǎn)鏡非常適合巡天，可以較快地完成大規(guī)模的宇宙觀測(cè)?！敝袊?guó)空間站望遠(yuǎn)鏡巡天光學(xué)設(shè)施負(fù)責(zé)人詹虎說(shuō)。
參與該項(xiàng)目十多年的詹虎表示，該望遠(yuǎn)鏡最初設(shè)計(jì)是為了放置在中國(guó)空間站上，但這樣的觀測(cè)將受到限制。最終的解決方案是與空間站共軌獨(dú)立飛行。它攜帶自己的燃料，需要時(shí)可以與空間站對(duì)接，進(jìn)行補(bǔ)給、維護(hù)和設(shè)備更換。其規(guī)劃任務(wù)壽命為10年，通過(guò)維護(hù)可不斷延長(zhǎng)壽命。
他表示，從目前全球規(guī)劃來(lái)看，中國(guó)空間站望遠(yuǎn)鏡很可能在2025年至2035年期間成為近紫外至可見(jiàn)光波段運(yùn)行能力最強(qiáng)的空間勘測(cè)望遠(yuǎn)鏡，其設(shè)計(jì)指標(biāo)在許多方面處于世界領(lǐng)先水平。方面。
“雖然中國(guó)已經(jīng)是航天大國(guó)，但空間天文學(xué)的發(fā)展還比較滯后。這個(gè)望遠(yuǎn)鏡對(duì)于中國(guó)科學(xué)家來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常難得的機(jī)會(huì)，我們希望它能帶來(lái)令人興奮的發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)人類(lèi)對(duì)宇宙認(rèn)識(shí)的突破?！?”詹虎說(shuō)道。
詹虎介紹，該望遠(yuǎn)鏡采用離軸光學(xué)系統(tǒng)，配備巡天模塊、太赫茲模塊、多通道成像儀、積分場(chǎng)攝譜儀、系外行星成像日冕儀等五臺(tái)第一代觀測(cè)儀器。
李然介紹說(shuō)，哈勃望遠(yuǎn)鏡相機(jī)的探測(cè)器有手掌那么大，中國(guó)空間站望遠(yuǎn)鏡巡天艙的主焦面由三十個(gè)探測(cè)器組成，每個(gè)探測(cè)器都比哈勃探測(cè)器大，擁有更強(qiáng)大的功能。更多像素。一旦投入使用，它將成為太空中最大的相機(jī)。
新華社記者何萌繪制的宇宙演化的藝術(shù)想象
“就像山上有一群羊，哈勃望遠(yuǎn)鏡看到其中一只羊。我們可以拍攝數(shù)千萬(wàn)只羊的照片，每只羊都像哈勃望遠(yuǎn)鏡看到的一樣清晰?！崩钊徽f(shuō)道。
他介紹，作為中國(guó)造價(jià)最高的太空天文設(shè)施，其主要任務(wù)是幫助解答宇宙最基本的問(wèn)題，比如什么是暗物質(zhì)和暗能量、星系如何演化等，幫助人類(lèi)認(rèn)識(shí)宇宙。它將拍攝超過(guò)40%的夜空區(qū)域的照片，這相當(dāng)于將宇宙切回一塊并放置在地球上。這些圖像將被數(shù)字化并生成非常大量的數(shù)據(jù)。世界各地的科學(xué)家可以利用這些信息進(jìn)行研究。
中國(guó)空間站望遠(yuǎn)鏡將幫助天文學(xué)家觀測(cè)超過(guò)10億個(gè)星系，確定這些星系的位置、形狀和亮度，并繪制宇宙的結(jié)構(gòu)和演化圖。
“我們已經(jīng)知道宇宙正在膨脹，我們也可以測(cè)量當(dāng)前的膨脹率。但是宇宙的膨脹率會(huì)改變嗎？什么支撐著宇宙的膨脹？這是當(dāng)今物理學(xué)中最關(guān)鍵的問(wèn)題之一天文學(xué)家我們將利用中國(guó)空間站望遠(yuǎn)鏡來(lái)研究宇宙中物質(zhì)的演化，測(cè)量宇宙的膨脹歷史，這有望揭開(kāi)新物理學(xué)的前沿。”李然說(shuō)。
它還可以幫助天文學(xué)家繪制接近100億光年的暗物質(zhì)地圖，以推測(cè)暗物質(zhì)是什么，并回答有關(guān)宇宙的另一個(gè)基本問(wèn)題。
此外，這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡還可以測(cè)試廣義相對(duì)論在宇宙尺度上是否仍然成立，限制中微子質(zhì)量的上限，幫助人類(lèi)了解宇宙的初始狀態(tài)。
“它還可以做很多非常有趣的觀察研究。例如，它可以繪制精確的銀河系塵埃圖，觀察超大質(zhì)量黑洞如何吞噬物質(zhì)，并使用高對(duì)比度直接成像來(lái)拍攝和研究微弱的系外行星。有可能發(fā)現(xiàn)新的。特殊的天體?！闭不⒄f(shuō)道。
“它還可以觀測(cè)太陽(yáng)系中的大型行星。比如天王星，還沒(méi)有被軌道探測(cè)器觀測(cè)到過(guò)，它的軌道周期長(zhǎng)達(dá)80多年，哈勃望遠(yuǎn)鏡對(duì)其進(jìn)行了多年的監(jiān)測(cè)。中國(guó)航天之后空間站望遠(yuǎn)鏡發(fā)射了，哈勃望遠(yuǎn)鏡可能不再起作用，所以如果人類(lèi)想知道天王星在完整軌道周期中是什么樣子，中國(guó)可以貢獻(xiàn)這些知識(shí)?！崩钊徽f(shuō)道。
這樣一款多功能的太空望遠(yuǎn)鏡基本上吸引了整個(gè)中國(guó)天文學(xué)界的關(guān)注。
“中國(guó)天文學(xué)家在光學(xué)波段從未有過(guò)這么好的儀器。這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡將使中國(guó)的光學(xué)天文學(xué)走在世界前列，使其有機(jī)會(huì)做出重要貢獻(xiàn)，并為中國(guó)培養(yǎng)一代世界一流的科學(xué)家。”將帶來(lái)巨大的好處。精美的宇宙圖片可以讓普通人真實(shí)感受、了解宇宙，對(duì)社會(huì)的影響將是巨大的?！崩钊徽f(shuō)。
據(jù)介紹，中國(guó)航天科技集團(tuán)公司、中國(guó)科學(xué)院等多家科研機(jī)構(gòu)參與了這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡的建設(shè)。載人航天工程依托國(guó)家天文臺(tái)建立的望遠(yuǎn)鏡科學(xué)工作聯(lián)合中心組織科學(xué)研究，開(kāi)發(fā)科學(xué)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
