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除了空間站外,中國航天下一步計劃:“巡天”望遠鏡來了


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更新日期:2022614
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2021年4月29日上午11時,伴隨著倒計時,中國載人航天工程天和號核心艙在萬眾矚目下成功發射,這也意味著我國神舟十三號的發射任務圓滿完成。

神舟十二號的發射和返航似乎都還在昨天一般,如見天和號升空入軌,我們的三名中國宇航員也成功進入了“天宮”,他們將歷時180天完成中國人的太空之旅。

雖然這已經讓國人足夠興奮和驕傲了,但最讓人期待的的永遠是我國航天的下一步計劃。

中國空間站工程下一步計劃是光學艙,而裏面有一台光學望遠鏡,也是我國計劃2024年發射的“巡天”空間望遠鏡。

一旦“巡天”空間望遠鏡發射,它將與“天宮”保持一個共軌獨立飛行的狀態。

為什麼要發射這個空間望遠鏡,它的作用是什麼?

空間望遠鏡和我們所認知的望遠鏡有所不同,空間望遠鏡可以透過大氣層去觀察星空,因為大氣是時時刻刻都在變化的,先前我們用普通的望遠鏡去研究宇宙天體,但是大氣的變化,導致光線在大氣中的傳播也出現不同變化,科學家觀察到的星系很是模糊,更不要談去研究它的結構,空間望遠鏡就擺脫了大氣的影響。

其實這個設想早在1946年,就被萊曼·斯皮策提出來了,他認為可以制造一個口徑8米的空間望遠鏡,將其置放在太空中,以便觀察星系。但是要實施這一想法十分困難,且不說當時地球最大的望遠鏡只有五米的口徑,單是將一個物體放射到地球軌道都困難無比。

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然而,功夫不負有心人,這一設想最終被美國宇航局成功實施,他們研制出來的哈勃望遠鏡,成功從太空中傳回圖像,也因為這張圖,改變了天文學以往科普的宇宙面貌。

那麼我們的“巡天”空間望遠鏡和哈勃望遠鏡相比,又有什麼突出的優勢?

美國的哈勃望遠鏡已經在太空中運行了超過三十年,在這期間,哈勃望遠鏡也為天文學界做出來巨大的貢獻。

1.比如宇宙年齡的爭議,哈勃望遠鏡在10%的精度上,測量了哈勃常數,結束了這一爭議;

2.曾經我們無數次想象宇宙中是否真實存在黑洞,而哈勃驗證了星系中確實存在著超大重量的黑洞;

3.火星是否滿足人類的生存環境,哈勃望遠鏡觀測到的火星天氣系統給了人類答案;

4.矮行星的衛星也是因哈勃望遠鏡的觀測才得以證實它的存在。

不得不說,哈勃望遠鏡揭露了宇宙太多的奧秘,我們所研制的“巡天”太空望遠鏡能否超越它?

其實在這方面可以有兩種方法,要麼增大望遠鏡的口徑,比哈勃看得更深;

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要麼建造可以探測更加廣闊範圍,進行巡天式工作的望遠鏡。

而我們中國選擇了後者!

中國研發的“巡天”空間望遠鏡口徑兩米,在分辨率上其實和哈勃望遠鏡差不多,但是“巡天”空間望遠鏡的視場是哈勃望遠鏡的300倍,也就是說,“巡天”空間望遠鏡能夠觀測到的星系範圍更廣。

除此之外,“巡天”望遠鏡安置了30塊探測器,其中有18塊有不同的濾光片,這意味著,“巡天”空間望遠鏡能夠獲取不同的波段,我們可以根據回傳的照片看到一個有顏色的宇宙。

至於另外的12塊探測器,也有它們的任務,它們身上的探測器是用於無縫光譜觀測,它每曝光一次,就可以獲取一千個天體的光譜信息,每次曝光大概150秒,而對於“天巡”的每一個觀測區,都會有兩次曝光。

值得一提的是,在整個天巡周期裏,將會獲有大約20億的星系的高質量數據。

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這對人類探索宇宙是一個巨大的進步,實際上,“巡天空間望遠鏡”也將成為中國在天文學界有史以來最為先進的設施,然而中國航天給國人准備的驚喜遠不止此。

除了正在計劃的“巡天”太空望遠鏡,“韋伯”PLUS也在研制中。

“韋伯”與之前的哈勃不同,因為除去運行的高度,它們二者的設計原理是完全不同的。

“韋伯”是用紅外線觀測宇宙,是一種科爾施望遠鏡。

這些設備都是天文學研究人員為了探測宇宙不斷研發的探測設備,那這些設備究竟能為人類帶來哪些貢獻?

就拿“巡天”空間望遠鏡來說,有了它在太空當我們的“眼睛”,我們可以探索宇宙一些最基本但我們一直不知道的問題。

1.比方宇宙究竟是由什麼物質構成的?它是如何演化的?

2.我們所知的暗能量和暗質量是宇宙的主要組成部分,它們的本質是什麼?

這些疑問,或許巡天”空間望遠鏡可以給我們答案。

如果說哈勃望遠鏡為人類揭開了宇宙神秘的面紗,但也只是宇宙的一角,而“巡天”空間望遠鏡,則可以為我們展開宇宙的全景,這也是我們中國天文學界邁向世界巨大的機遇,也是走向宇宙最大的契機。

期待在不久的將來,我們可以通過“巡天”太空望遠鏡拍攝到的照片,去感受宇宙的浩瀚無窮和無與倫比的美麗。

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