巡天空间 望远镜

太空侦探：巡天空间望远镜

你知道吗，在天文观测领域有一个超级英雄正蓄势待发。这个英雄不是来自漫画书，而是实实在在的高科技产物——巡天空间望远镜（ China Space Station Telescope，简称CSST）！如果说以前的望远镜像是地球上的侦探，那CSST则可以说是太空中的侦探，它将飞向浩瀚的宇宙，去捕捉那些遥远星系的奥秘。

中国巡天空间望远镜在轨运行示意图

众所周知，天宫空间站是由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱组成的三舱构型。我们这个太空侦探可以看做是天宫空间站的第四个舱段，只不过它平时并不与天宫空间站对接，而是保持相距数千公里距离进行共轨飞行，当它需要补给或者维修升级的时候，巡天空间望远镜会主动跟天宫空间站对接，然后再进行补给或维修升级。

作为光学望远镜的一种，巡天空间望远镜能捕捉到近紫外至可见光波段的光谱，通过结合具有较大直径、较长焦距的主镜，以及较小直径、较短焦距的目镜，实现远距离物体近处成像。它的主镜口径为两米，与美国哈勃太空望远镜的口径相当，但视场却是哈勃望远镜的300倍以上，也就是说同等条件下，哈勃望远镜能看到1颗星，而巡天空间望远镜则能看到300颗星。

哈勃太空望远镜

从外形上来看，巡天空间望远镜可是个大家伙，相当于一辆大客车的大小，总长度达到了14米，立起来差不多有四层楼高，最大直径为4.5米，发射质量大约为16吨。你可能会想，为什么非要把这么大的家伙送上天呢？这是因为在地面上开展观测的光学望远镜在观察星空时会受到大气扰动、电离层折射以及臭氧层和地磁场等因素的影响，不管把地面望远镜建到多大，观测到的宇宙图像总是呈现一片模糊，而有了巡天空间望远镜就能分辨一些遥远天体的细节，帮助我们更准确地探索星辰大海。

那这么大家伙是怎么飞到太空的呢？别担心，它被巧妙地分成了两部分：“平台段”和“光学设施段”。其中，“平台段”就像是一个资源中心，里面配置了周边式的对接机构，不仅能与天和核心舱的前端口对接，还得能和天舟货运飞船对接，以便进行在轨燃料补给，简直就是一个太空中的多面手！“光学设施段”则是巡天空间望远镜的主体载荷，包括巡天模块、太赫兹模块、多通道成像仪、积分视场光谱仪和系外行星成像星冕仪5台观测设备。

宇宙摄影师

CSST，正如其名，其核心任务是执行“巡天观测”，也就是对宇宙天体进行广泛的普查。如果把整个宇宙比作一幅巨大的画卷，那么CSST就是那个最棒的摄影师，它能够以高清晰度和精细度捕捉到成千上万星系的图像，为我们提供一幅宏伟的宇宙全景。这种观测模式使得CSST的巡天模块占据了其运行时间的大部分，据研究人员介绍，这一比例大约为70%。

巡天模块共安置了30块探测器，像素达到25亿。这些探测器中，有18块戴着不同的“太阳镜”——滤光片，可以捕捉到宇宙天体在不同波段的样子，为宇宙拍一组美丽的彩色写真。剩下的12块探测器，则是光谱的忠实记录者，每次曝光都能记录下至少1000个天体的光谱信息。巡天模块将占整个天空面积的40%，在项目观测周期中收集近20亿星系的高质量数据，记录下宇宙的壮观景色。

美丽的宇宙星系

太赫兹模块、多通道成像仪、积分视场光谱仪和系外行星成像星冕仪四台设备则是巡天空间望远镜的精测模块，它们发挥各自的专长，分别致力于系外行星的探测、对星系核心区域进行空间分辨率的光谱分析、研究近邻星系中的中性碳，以及进行宇宙超级深场的观测等多样化的科学任务，使得观测精度更上一个台阶。

开启宇宙探索新纪元

作为我国载人空间站旗舰级项目，巡天空间望远镜是我国迄今为止最大的空间天文基础设施，虽然还未发射，但它已经吸引了全世界科学家，特别是天文学家和物理学家的高度关注。它凭借卓越的综合性能，在多项关键性能指标上实现了对以往项目的显著超越，成为同期巡天项目中成像质量的佼佼者。发射后，它不仅将填补我国大型太空望远镜的空白，还将是2030年代国际上唯一的一台大口径近紫外-可见光空间天文望远镜，且兼具大视场巡天和精细观测能力，预期将在宇宙学、星系形成与演化、银河系与恒星科学、系外行星科学、“两暗一黑三起源”等前沿领域取得重大突破，推进人类对宇宙根本问题的认知和理解，为全球天文学的进步贡献重要力量。

内容综合于新华网、光明网、中国日报等

（科学性审核：郭红锋，中国科学院国家天文台高级工程师）

责任编辑：王磊