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巡天号光学舱
中国空间望远镜 来自维基百科，自由的百科全书
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巡天号光学舱，又称巡天空间望远镜，是中国载人航天工程为天宫空间站配套研制的大型空间望远镜。其名称“巡天”源自天文学术语“巡天调查”，寓意“巡视宇宙”[4]。该望远镜原计划2024年发射，后经技术优化调整，最新计划将于2026年由长征五号B运载火箭发射升空[1]。
 | 此条目或章节包含计划中或可能在未来进行的航天活动。 |  |
巡天号采用创新的“共轨不同相位”运行模式，将与天宫空间站保持相近轨道但存在相位差，既可定期对接进行维护升级，又能避免空间站遮挡观测视野[5]。其核心科学有效载荷包括：配备2.5亿像素相机的宽视场巡天模块，视场达哈勃空间望远镜的300-350倍[6]、无缝光谱仪，光谱分辨率（R=λ/Δλ）不低于200、多波段成像系统，覆盖255–1000纳米波长范围。
技术创新方面，巡天号采用离轴光学系统设计，避免了传统望远镜的镜面支撑结构造成的衍射效应，使其点扩散函数保持完整，这对弱引力透镜测量等精密观测至关重要[7]。在10年任务期内，预计可完成17,500平方度天区巡测，在g和r波段达到26等（AB星等）的点源探测极限，深度巡天区域更将比宽视场巡天再深1个星等。
巡天号将与国际同期大型项目形成互补，包括薇拉·鲁宾天文台、欧几里得空间望远镜和罗曼空间望远镜等。其独特的观测能力将为宇宙学、星系演化和系外行星研究提供关键数据，特别是在暗能量状态方程、宇宙大尺度结构等前沿领域[8]。项目标志着中国在天文观测领域已具备研制哈勃级空间望远镜的完整能力，将成为天宫空间站最重要的科学平台之一。
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研制经历
2006年，巡天望远镜开始预研工作。[9]2010年9月25日，中共中央总书记胡锦涛主持召开中共中央政治局常委会会议，批准天宫空间站项目。原定整个空间站由核心舱和两个实验舱组成，其中，实验舱II将装有一台2米口径的“巡天望远镜”，用于大视角巡天观测，因此命名为巡天[来源请求]；这个实验舱的名字另有一个说法是源自毛泽东的诗句“巡天遥看一千河”[10]。但此望远镜受制于空间站影响，无法自由地指向任意方向观测，也不能长时间对一个方向连续曝光，故这巡天仪其实不够“巡天”，而且置于舱内的设计，对比欧几里得卫星和罗曼空间望远镜，可观测时间剩一半。另一方面，安装在舱内的望远镜占用了大量空间，使得其他实验设备的安装空间大幅减小。为此巡天的原始设计被修正，提出放到舱外进行观测，只有其中一侧是连接实验舱，而另一侧则是一个“巡天舱”的方案，但研究认为空间站的姿态变化、结构形变以及航天员活动和飞船对接带来的振动，都会导致成像质量严重退化。2014年，该方案最终流产，被退回重新打造[10]。
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2015年，新巡天方案提出，决定直接建造一部巡天式空间望远镜，这就是今日所熟知的“巡天号”[11]，以上一方面避免了空间站对望远镜视野、观测时间和成像质量的影响；另一方面便于对接空间站进行在轨维护，只是轨道比较低阻力大，需要使用到更大的动力装置。不过巡天舱在轨对接维护方案，要比使用航天飞机维护的哈勃望远镜更为方便，维护费用也低很多。巡天号光学舱的观测波长范围为255~1000纳米，覆盖了从近紫外、可见光到近红外波段。从角分辨率或成像质量上讲，巡天号光学舱的望远镜最高达0.15角秒，和哈勃望远镜的0.1角秒相去不远。Cook型离轴三反射光学系统，还增加了一个折转镜便于实现不同光学载荷之间的切换、调焦和精密稳像等功能[12]。
任务历史
初期报道中有引述发射时间为2023年[13][14]，2024年[15]，2025年。[16][17]2024年5月报道中，再推迟至2026年后。[17]
已知巡天号将针对系外行星探测、活动星系核空间可分辨光谱观测，近邻星系中性碳研究，宇宙超级深场观测等众多特色科学观测能力。并研究暗物质的引力作用，确定宇宙膨胀历史，引力透镜等人类仍在前沿探究的科研主题。预计在首颗巡天模块全周期更换前，将会产生至少50PB的科学拍摄数据可供分析发表[12]
光学特性
巡天号的设计思路是观察更广阔天区的望远镜，以更高的效率，更系统地去研究宇宙。这种工作模式的望远镜一般被称作巡天式望远镜，这也呼应了巡天号光学舱名称。[18]
巡天空间望远镜视野极为宽阔，视场达到1.1x1.2平方度。在成像和哈勃相当的情况下，其视场可达到哈勃望远镜的300-350倍，为了能够接收广阔视场的信息，巡天空间望远镜在第一代巡天相机上，安置了30块探测器，总像素达到25亿，是哈勃UVIS传感器1600万的好几倍。其中18块探测器上设置有不同的滤光片，这使得它可以获得宇宙天体在不同波段的图像，带给我们彩色的宇宙样貌﹔另外12块探测器则用于无缝光谱观测，每次曝光可以获得至少1000个天体的光谱信息。
巡天模块每次曝光时间约为150秒，对于巡天中的每个观测天区会进行两次。给予巡天空间望远镜2倍的曝光，可以获得低至26星等左右（一般曝光共计300秒，但不同波段具体数值有差别）的天体图像，这要比人眼能够看到的最暗的恒星还要暗上1亿倍。在这样的观测深度上，研究者可以在每个平方角分看到30个左右的星系。在整个巡天周期里，巡天模块将会覆盖17500平方度的天区，是整个天空面积的40%。
巡天空间望远镜还将配备一系列的其他精测模块，包括太赫兹模块，多通道成像仪，集成视场摄谱仪和系外行星成像星冕仪。这些仪表将依托各自特点提供人们研究所需。
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参见
参考文献
外部链接
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