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巡天號光學艙
中国空间望远镜 来自维基百科，自由的百科全书
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巡天號光學艙，又稱巡天太空望遠鏡，是中國載人航天工程為天宮空間站配套研製的大型太空望遠鏡。其名稱「巡天」源自天文學術語「巡天調查」，寓意「巡視宇宙」[4]。該望遠鏡原計畫2024年發射，後經技術優化調整，最新計畫將於2026年由長征五號B運載火箭發射升空[1]。
 | 此條目或章節包含計畫中或可能在未來進行的航太活動。 |  |
巡天號採用創新的「共軌不同相位」運行模式，將與天宮空間站保持相近軌道但存在相位差，既可定期對接進行維護升級，又能避免空間站遮擋觀測視野[5]。其核心科學酬載包括：配備2.5億像素相機的寬視場巡天模組，視場達哈伯太空望遠鏡的300-350倍[6]、無縫光譜儀，光譜解析度（R=λ/Δλ）不低於200、多波段成像系統，覆蓋255–1000奈米波長範圍。
技術創新方面，巡天號採用離軸光學系統設計，避免了傳統望遠鏡的鏡面支撐結構造成的衍射效應，使其點擴散函數保持完整，這對弱引力透鏡測量等精密觀測至關重要[7]。在10年任務期內，預計可完成17,500平方度天區巡測，在g和r波段達到26等（AB星等）的點源探測極限，深度巡天區域更將比寬視場巡天再深1個星等。
巡天號將與國際同期大型項目形成互補，包括薇拉·魯賓天文台、歐幾里得太空望遠鏡和羅曼太空望遠鏡等。其獨特的觀測能力將為宇宙學、星系演化和系外行星研究提供關鍵數據，特別是在暗能量狀態方程、宇宙大尺度結構等前沿領域[8]。項目標誌著中國在天文觀測領域已具備研製哈伯級太空望遠鏡的完整能力，將成為天宮空間站最重要的科學平台之一。
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研製經歷
2006年，巡天望遠鏡開始預研工作。[9]2010年9月25日，中共中央總書記胡錦濤主持召開中共中央政治局常委會會議，批准天宮空間站項目。原定整個太空站由核心艙和兩個實驗艙組成，其中，實驗艙II將裝有一台2公尺口徑的「巡天望遠鏡」，用於大視角巡天觀測，因此命名為巡天[來源請求]；這個實驗艙的名字另有一個說法是源自毛澤東的詩句「巡天遙看一千河」[10]。但此望遠鏡受制於太空站影響，無法自由地指向任意方向觀測，也不能長時間對一個方向連續曝光，故這巡天儀其實不夠「巡天」，而且置於艙內的設計，對比歐幾里得衛星和羅曼太空望遠鏡，可觀測時間剩一半。另一方面，安裝在艙內的望遠鏡占用了大量空間，使得其他實驗設備的安裝空間大幅減小。為此巡天的原始設計被修正，提出放到艙外進行觀測，只有其中一側是連接實驗艙，而另一側則是一個「巡天艙」的方案，但研究認為太空站的姿態變化、結構形變以及太空人活動和飛船對接帶來的振動，都會導致成像質量嚴重退化。2014年，該方案最終流產，被退回重新打造[10]。
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2015年，新巡天方案提出，決定直接建造一部巡天式太空望遠鏡，這就是今日所熟知的「巡天號」[11]，以上一方面避免了太空站對望遠鏡視野、觀測時間和成像質量的影響；另一方面便於對接太空站進行在軌維護，只是軌道比較低阻力大，需要使用到更大的動力裝置。不過巡天艙在軌對接維護方案，要比使用太空梭維護的哈伯望遠鏡更為方便，維護費用也低很多。巡天號光學艙的觀測波長範圍為255~1000奈米，覆蓋了從近紫外、可見光到近紅外波段。從角解析度或成像質量上講，巡天號光學艙的望遠鏡最高達0.15角秒，和哈伯望遠鏡的0.1角秒相去不遠。Cook型離軸三反射光學系統，還增加了一個折轉鏡便於實現不同光學載荷之間的切換、調焦和精密穩像等功能[12]。
任務歷史
初期報道中有引述發射時間為2023年[13][14]，2024年[15]，2025年。[16][17]2024年5月報道中，再推遲至2026年後。[17]
已知巡天號將針對系外行星探測、活躍星系核空間可分辨光譜觀測，近鄰星系中性碳研究，宇宙超級深場觀測等眾多特色科學觀測能力。並研究暗物質的引力作用，確定宇宙膨脹歷史，引力透鏡等人類仍在前沿探究的科研主題。預計在首顆巡天模塊全週期更換前，將會產生至少50PB的科學拍攝數據可供分析發表[12]
光學特性
巡天號的設計思路是觀察更廣闊天區的望遠鏡，以更高的效率，更系統地去研究宇宙。這種工作模式的望遠鏡一般被稱作巡天式望遠鏡，這也呼應了巡天號光學艙名稱。[18]
巡天空間望遠鏡視野極為寬闊，視場達到1.1x1.2平方度。在成像和哈伯相當的情況下，其視場可達到哈伯望遠鏡的300-350倍，為了能夠接收廣闊視場的資訊，巡天空間望遠鏡在第一代巡天相機上，安置了30塊探測器，總像素達到25億，是哈伯UVIS傳感器1600萬的好幾倍。其中18塊探測器上設置有不同的濾光片，這使得它可以獲得宇宙天體在不同波段的圖像，帶給我們彩色的宇宙樣貌﹔另外12塊探測器則用於無縫光譜觀測，每次曝光可以獲得至少1000個天體的光譜資訊。
巡天模塊每次曝光時間約為150秒，對於巡天中的每個觀測天區會進行兩次。給予巡天空間望遠鏡2倍的曝光，可以獲得低至26星等左右（一般曝光共計300秒，但不同波段具體數值有差別）的天體圖像，這要比人眼能夠看到的最暗的恆星還要暗上1億倍。在這樣的觀測深度上，研究者可以在每個平方角分看到30個左右的星系。在整個巡天週期裡，巡天模塊將會覆蓋17500平方度的天區，是整個天空面積的40%。
巡天空間望遠鏡還將配備一系列的其他精測模塊，包括太赫茲模塊，多通道成像儀，集成視場攝譜儀和系外行星成像星冕儀。這些儀器將依託各自特點提供人們研究所需。
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參見
參考文獻
外部連結
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