中国将发射首个宇宙之眼，专家与空间站共轨飞行，可在轨升级

　　100多年前，我们简单地以为，银河系就是整个宇宙，而银河系不过是宇宙中无数个星系中再平凡不过的一员。
　　当哈勃望远镜升空后，我们看到了更远的深空。明年（2023年），中国首个大型空间巡天望远镜（以下简称：巡天望远镜）计划发射，人类或将探寻到更广阔的宇宙。
　　4月17日，中国载人航天工程办公室主任郝淳证实，巡天望远镜将在宇宙结构形成和演化、暗物质和暗能量等方面开展前沿科学研究，有望取得一批重大创新成果。
　　中国空间站-巡天空间望远镜（CSST) 图/中国科普博览微信号
　　这被认为是中国的＂宇宙之眼＂。那么，巡天望远镜将开展哪些科学工作，与中国空间站如何配合，面对＂同行＂哈勃望远镜，有何不同？记者对话科普专家、湖南省天文学会会长谭巍。
　　看宇宙中那些看不见的东西
　　中国科学院资料显示，巡天望远镜的主径口径2米，大小类似一辆大巴车，比哈勃望远镜的2米4 略小，但是图像质量是类似的。
　　建造这么大一台望远镜有何作用？谭巍说，当望远镜接收到更多的光，才能看到更暗的天体，进而又想把天体看得越来越清晰。
　　有个例子，我们用肉眼看远处一个东西，可能会看到是模糊的一团。如果你拿望远镜去观察它，就会发现那可能是一只大熊猫。望远镜可以帮助肉眼分辨远处的物体。
　　这和看宇宙的原理类似，所以人类就想建更大的望远镜。但望远镜放在地面，岂不是更节约维护成本？谭巍解释，因为地球被包裹在一个100公里左右厚度的大气中，大气会不断地抖动。望远镜透过大气去观察宇宙时，不可避免地受到大气抖动的影响，观察到的图像就会模糊。＂所以把望远镜放到大气层外，放到地球轨道上面去。＂
　　到太空中，由于银河系被暗物质所包裹，好像笼罩在一片＂雾霾＂中。对于占宇宙绝大部分的暗能量和暗物质，大家知之甚少。
　　北京大学物理学院天文学系教授吴学兵的观点是，海量的观测数据，能更好对暗物质、暗能量进行研究，从而帮助确定其物理属性，了解星系的形成和演化。
　　所以，建造昂贵的望远镜，开展大规模巡天，也被相关专家认为——巡天望远镜不是去看宇宙中的一些明亮的天体，而是试图去看宇宙中那些看不见的东西。
　　既要看大景，也要够精细
　　如果将巡天理解为是对大范围的宇宙天体进行普查，那么哈勃望远镜走的则是精测路线。
　　先说巡天。中国科学院国家天文台曾提到，＂巡天望远镜是我国载人空间站旗舰级项目，是我国迄今为止最大的空间天文基础设施，具有大视场、高像质、宽波段等突出特点＂。
　　怎么理解呢？谭巍拿哈勃来对比，两者功能定位不同。首先，巡天望远镜看得宽。载人航天工程总设计师周建平曾透露，巡天望远镜视场面积是哈勃的300多倍。打比方，拍同一视场的照片，哈勃望远镜可能要拍300次完成，而巡天只需要一次。这是视场大，以及效率方面的提升。
　　精测模式（左）和巡天模式（右）图/中国科普博览微信号
　　哈勃是一台能够在很小的视野范围内，非常精细地观察天空的望远镜。比如一头非洲象，如果拿一个长焦镜头去观察它，哈勃可以把它观察得非常细致，包括皮肤的毛孔，进而研究大象的新陈代谢。但是非洲草原上，也许有非常多的动物包括大象，要研究它们的运动轨迹和迁徙怎么办？你就要一个广角镜头去拍摄，这就是巡天模式要做的。
　　中国科学院国家天文台星云计划研究员李然认为，中国载人航天工程想要做的是，在空间站轨道上放一台望远镜，这个望远镜成像的能力和哈勃类似，但它能够同时观察成千上万的星系。
　　哈勃望远镜（左）和进行太空维修作业的航天员（右）图/中国科普博览微信号
　　李然认为巡天望远镜是中国观天利器。再回到上面的例子，他认为，中国的望远镜不仅可以观察到整个非洲草原上的动作迁徙，同时里面每一个动物的精细程度都要和哈勃是一样的。
　　当然，哈勃望远镜在1990年升空，到今年已经32年了。李然认为，我们想在空间站上造一台望远镜，是非常有可能超越这样一个传奇的。毕竟这是巡天望远镜的后发优势。
　　与空间站共轨飞行，可节约维护成本
　　中国科学院的报道显示，实际上，巡天望远镜将和空间站共轨长期独立飞行，没有对接在空间站上。
　　一种解释是，因为空间站会有抖动，而且空间站很亮，会让望远镜在拍照的时候受到影响。所以，巡天望远镜和空间站在一个轨道上，但相互距离不算近。
　　不过，巡天望远镜可以短期停靠空间站，进行补给和维护升级。
　　中国空间站。图/中国载人航天官网
　　资料显示，1990年4月25日，哈勃望远镜进入到地球上方600多公里处的运行轨道。但很快研究人员发现，哈勃有严重的成像问题，直到三年后，奋进号航天飞机将航天员送上去，问题解决后才开始了正常的观测。
　　谭巍说，从哈勃望远镜的维修历史中，或许能得到一些启发。每一次的维修都需要航天员乘坐航天飞机靠近，而且很危险。而后面航天飞机退役之后，就无法维修哈勃了。
　　＂代价很大，维护成本很高。＂谭巍认为，所以为了能长时间维护巡天望远镜，使其和空间站共轨飞行，方便航天员进行维护和升级。
　　我国航天员已经多次进行出舱活动，使用机械臂等设备进行设备安装，也就是说具备这种能力来维护巡天望远镜。
　　如今，巡天已经成为了天文学角逐的热点，中国将拥有属于自己的＂宇宙之眼＂。
　　李然曾提到，这台望远镜将是有史以来中国天文学界获得的最昂贵、也是最先进的观测仪器。在巡天望远镜运行后，我们将会迎来一个天文学的黄金时代。
　　潇湘晨报记者李琼皓
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