(资料图) 航天员从天宫空间站出舱开展巡天空间望远镜维护作业示意图。 对2023年可能发生的世界科技热点事件,多家国际主流媒体进行了展望,均把中国空间站工程巡天望远镜(即“中国巡天空间望远镜”,英语简称“CSST”)列入其中,认为它的飞天将与美国发射新型火箭、启动小行星采矿任务等成为人类探索或利用太空新的年度里程碑。 根据最新版的中国航天白皮书,在天宫空间站全面建成以后,我国将适时启动CSST发射、部署工作,开展更加广泛的天文调查。中国载人航天工程办公室曾向外界表示,我国首个大型巡天空间望远镜计划于2023年发射,开展广域巡天观测,将在宇宙结构形成和演化、暗物质和暗能量、系外行星与太阳系天体等方面开展前沿科学研究。 空间光学观测领域将升起的新星 说到天文望远镜,很多人第一时间想到的可能是“中国天眼”,即位于贵州平塘的500米口径球面望远镜(FAST)。作为我国近年来建成的重大科技基础设施,FAST以其超大的体量规模、优异的探索能力和丰硕的初期探测成果收获了超高的人气,享誉海内外。与FAST相比,CSST目前的知名度虽然不那么高,但是对于业内人士来说,它是一颗在光学望远镜开展天文观测领域正在冉冉升起的新星。 FAST与CSST之间除了知名度大小不同之外,当然还有诸多相异之处,其中最根本的区别在于它们分属不同的天文望远镜类型。 FAST是射电望远镜,接收的是天体发出的无线电波,而巨型球面镜就是其接收无线电波的天线,它把微弱的宇宙无线电信号收集起来,然后传送到接收系统中去放大,接收系统从噪音中分离出有用的信号,并传给后端的计算机记录下来。计算机记录的结果显示为许多曲线,供天文学家研究分析,从而获得各种宇宙信息。因为无线电波可穿透宇宙空间,所以射电望远镜不太会受光照和气候的影响,可以全天候、不间断地工作。 CSST是光学望远镜,捕捉的是近紫外至可见光波段,通过组成望远镜的直径大、焦距长的物镜和直径小、焦距短的目镜,实现远距离物体近处成像。这样,人们通过光学望远镜,就可以观察到很远的天体。由于受到地球浓厚的大气层、电离层、臭氧层和地磁场等综合因素影响,地基光学望远镜观测能力有限。随着航天科技的进步,消除上述因素影响的太空光学望远镜应运而生,这就是分别于1990年4月和2021年12月升空的哈勃太空望远镜和韦伯太空望远镜。中国巡天空间望远镜将紧随其后,成为人类新的“飞天巨眼”。 分为两大部分,拥有5大装备 CSST将是一个块头超大的太空飞行器,对其具体个头大小,中国空间站工程巡天望远镜科学工作联合中心主任、国家天文台副台长刘继峰曾这样描述:“大小相当于一辆大客车,立起来有3层楼高,口径为2米。”从目前披露的信息来看,巡天空间望远镜总长约14米,最大直径约4.5米,发射质量约16吨。 在CSST科学工作联合中心网站上,人们可以看到CSST瞄准的7大科学目标,其中涉及宇宙学、星系和活动星系核、银河系及近邻星系、恒星科学、系外行星与太阳系天体等,每一项都指向当代科学最前沿。比如,利用CSST大天区巡天和超深场观测提供的丰富观测数据,对宇宙加速膨胀和暗能量、暗物质等进行研究,对星系的形态结构及其演化、活动星系与超大质量黑洞等进行研究。 李然表示,CSST有望帮助人类探索并解答关于宇宙的物质构成、结构、演化等基本问题。詹虎指出,天文探测能力的提升推动人类对宇宙认知,每次观测深度、广度、波段、测光精度等方面的突破,都会带来重大发现,甚至引发天文学和物理学革命性发展。CSST综合性能优异,在一些指标上大幅超越以往项目,在同期巡天项目中像质最好,近紫外波段的观测能力独一无二。李然满怀信心地表示,CSST不仅有望在宇宙加速膨胀机理的研究等方面取得突破,而且将打开更广阔的发现空间,为世界天文学的发展作出重要贡献。 |