巡天太空望遠鏡 中國的「宇宙之眼」

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  中國天宮太空站進入建設階段,它除了有天和號核心艙、問天和夢天實驗艙等部份外,日後還將有一個共軌飛行(在同一軌道上飛行)的「巡天號光學艙」。具體而這,巡天號光學艙就是一架比美國「哈勃」更先進的太空望遠鏡,它將成為中國的「宇宙之眼」。

巡天太空望遠鏡以毛澤東詩句為名

   2021年開始在地球軌道上建設的天宮太空站,是由天和號作核心艙,再在兩側連接問天和夢天兩個實驗艙,形成一個「T」字形(當有神舟飛船停泊時,「T」字形會變成「十」字形)結構,運行在距離地球340至450公里的近地軌道上。

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天宮太空站預計2022年組建完成,可容納3名太空人生活和工作長達一年;它設計壽命最少10年,但通過維護肯定可以延長。(圖片來源:getty)

  但原來在它在設計之初,只有其中一側是連接實驗艙,而另一側則是一個「巡天艙」,而這個名字源自毛澤東詩句「巡天遙看一千河」的艙段,主要設備就是太空望遠鏡。

  不過科學家們在研發過程中發現,由於太空站本身的運行及太空人的活動,還有載人、載貨飛船的對接,都會造成震動,震動可能對太空望遠鏡的觀測帶來負面影響,就像拍照時「手震」一樣。

巡天太空望遠鏡被稱為「中國哈勃」 

  所以在第2版的設計中,太空望遠鏡就從太空站移出,成為一個獨立的光學艙,並將單獨發射入軌。不過這個光學艙仍保留巡天的名稱,也就是現在所說的「巡天號光學艙」;有人會直接把它稱為巡天太空望遠鏡,也有內地傳媒將它與美國的哈勃太空望遠鏡並論,把它稱為「中國哈勃」。

美國的哈勃太空望遠鏡彌補了地面觀測的不足,是天文史上最重要的儀器。圖為1999年穿梭機發現號的太空人,為哈勃進行維修。(圖片來源:AP)

  美國的哈勃太空望遠鏡於1990年發射,在距離地球500多公里的太空軌道上運行;由於它位於地球大氣層以外,影像不受大氣湍流擾動,比在地球的觀測望遠鏡強得多。當然,巡天太空望遠鏡比哈勃有後發優勢,總體性能也更強,將讓人類看得更廣闊、看得更清楚,而這將另文再述。

  根據資料,巡天太空望遠鏡是一個口徑2米的光學望遠鏡,並會配備一系列最先進的探測儀器。在現行方案中,它雖然與天宮太空站不再「共體」,但也不是完全「獨立」的,且繼續被視作天宮太空的組成部份。

巡天太空望遠鏡料2024年投入運作

  在正常運作時,巡天太空望遠鏡會伴隨太空站在同一軌道上飛行,也就是「共軌飛行」,但大家保持一定距離。當需保養或升級時,巡天太空望遠鏡又可以靠近太空站,由太空人出艙操作;它還可以直接與太空站對接,方便進行補充燃料和維修。

  該運作方式與完全獨立的哈勃不同,其優勢在於能提高效率和降低運作成本;以往哈勃曾出現故障,結果要靠發射穿梭機前往維修,成本可想而知。

「中國天眼」於2016年啟用,數年間已發現超過200顆新脈衝星。(圖片來源:視覺中國)

  按照計劃,巡天太空望遠鏡在天宮太空站完成構建後就會發射,大約在2024年前後投入科學運行。屆時中國除了在地球上有「中國天眼」(貴州省的500米口徑射電望遠鏡),還將在太空中有更明亮的「宇宙之眼」,這也是中國探索宇宙的重要里程碑。

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