巡天空间望远镜即将巡天,关于CSST
刘军连出诊时间和医院 http://baijiahao.baidu.com/s?id=1707688745012040704&wfr=spider&for=pc 巡天空间望远镜是中国载人航天工程规划建设的大型空间天文望远镜,英语简称为“CSST”,口径2米,总长约14米,最大直径约4.5米,发射质量约16吨,兼具大视场和高像质的优异性能,并具备在轨维护升级的能力,被称为“飞天巨眼”,计划将于年发射升空。 巡天空间望远镜,图源CSST联合中心CSST是中国空间站工程最重要的空间科学设施,是中国迄今为止规模最大、指标最先进的新一代旗舰级别空间天文望远镜,也将是未来十年国际最重要的空间天文观测仪器之一,被称为“中国哈勃”,精度与哈勃望远镜相当,但视场可达到哈勃望远镜的00倍。其科学研究工作涉及到暗物质、暗能量、宇宙学、星系起源与演化、恒星、太阳系和系外行星等天文学领域的前沿热点方向和重大科学问题。 CSST的立项研发历程CSST是中国科学家特别是光学、天文学界专家和航天科技工作者长期通力合作的结果。年12月,中国载人航天工程空间应用系统的总部组织召开一系列研讨会,探讨空间站在微重力科学、天文学、生命科学、地球科学等领域的科学目标与研究方向,由此拉开了CSST项目的序幕。年11月,CSST正式立项。 “巡天”伴飞“天宫”,图源网络根据立项时的方案,CSST是与空间站实验舱直接相连,但由此带来一些问题。比如,空间站组合体的姿态变化、结构形变以及各种振源对其形成的扰动都会使凝视观测的像质严重退化。再比如,空间站周围可能存在的污染环境和颗粒物、空间站大致对地定向的姿态其结构对观测方向的限制以及舱体和太阳帆板等各处表面产生的杂散光等因素,都不利于天文观测。鉴于此,5年,该方案被调整为CSST与空间站共轨独立飞行并获得批准,由“共飞”改为“伴飞”。之后经过遴选,CSST配备的巡天模块、太赫兹模块等5台仪器被确定下来。年4月,CSST初样研制进入关键期。当年底,初样鉴定件研制完成。据巡天光学设施总体主任设计师、中科院长春光机所研究员徐抒岩透露,在完成望远镜各个子系统、组件、单元集成测试试验工作后,即转入正样研制和飞行件的研制工作,随后与巡天平台集成开展联合试验,进行发射场测试,最后择机发射。 图源CSST联合中心在CSST研制等工作紧锣密鼓推进的同时,观测数据处理准备工作已经着手推进。据李然介绍,CSST在全周期将会产生50PB的科学数据产品,有关部门已建立了一个由天文学家、数据专家和计算机专家组成的团队,致力于开发CSST科学数据处理系统,产生供全国乃至全世界天文学家使用的天文图像和星表,开展进一步研究。 CSST的显著特点CSST以天宫空间站为太空母港,平时观测时远离空间站并与其共轨独立飞行,在需要补给或者维修升级时,主动与“天宫”交会对接,停靠太空母港,不仅能够保障其在10年寿命期内可以正常运行,有效避免出现类似哈勃望远镜遭遇故障约年无法修复的情况,而且能够延长在轨寿命,有望实现超期“服役”。 航天员舱外维修停靠的“巡天”示意图CSST的组成部分CSST主要分成两部分,即“平台段”与“光学设施段”。前者其实就是CSST的“资源舱”,负责为其太空飞行提供动力,后者则是CSST主体载荷(天文模块),包括5台观测设备,即多色成像和无缝光谱巡天模块、高灵敏度太赫兹模块、多通道成像仪、积分视场光谱仪和系外行星成像星冕仪。 图源CSST联合中心CSST每一个模块都有专门的责任科学专家和团队,为模块的顺利研发、运行提供技术支撑和保障。巡天空间望远镜以大规模天文巡天为主任务,致力于成为一个面向国际开放的、先进的且专门服务于天文学及物理学研究的空间天文台。 CSST的科学目标①宇宙学,包括宇宙加速膨胀与暗能量、宇宙暗物质、星系成团性和宇宙大尺度结构; ②星系和活动星系核,包括星系的形态结构及其演化、星系演化及对环境的依赖、高红移星系和宇宙再电离、活动星系与超大质量黑洞; ③银河系及近邻星系,包括银河系及近邻星系的星族研究、银河系及近邻星系的消光和尘埃分布、银河系和本星系群的组成和结构、银河系及近邻星系的化学演化; ④恒星科学,包括双星的重要科学问题、恒星形成和演化、恒星活动及后期演化; ⑤基于CSST的额天梯测量,包括建立深度天球参考架、CSST天体测量的科学应用、天体测量相对论模型研究; ⑥系外行星与太阳系天体,包括CSST系外行星观测研究、系外行星系统和原行星盘探索、CSST太阳系天体观测; ⑦暂现源/变源和重要天文事件响应,包括超新星及重要爆发现象、CSST对重要突发天文事件的响应。 巡天望远镜与FAST的区别被称为“中国天眼”的米口径球面望远镜(FAST)与巡天望远镜有什么不同? 作为我国近年来建成的重大科技基础设施,FAST以其超大的体量规模、优异的探索能力和丰硕的初期探测成果收获了超高的人气,享誉海内外。 据6月29日最新消息,FAST在探测频率极低、周期长达数年、波长可达数光年的纳赫兹引力波上取得重大突破! 图源:国家天文台FAST与CSST之间最根本的区别在于它们分属不同的天文望远镜类型。 FAST是射电望远镜,接收的是天体发出的无线电波,而巨型球面镜就是其接收无线电波的天线,它把微弱的宇宙无线电信号收集起来,然后传送到接收系统中去放大,接收系统从噪音中分离出有用的信号,并传给后端的计算机记录下来。计算机记录的结果显示为许多曲线,供天文学家研究分析,从而获得各种宇宙信息。因为无线电波可穿透宇宙空间,所以射电望远镜不太会受光照和气候的影响,可以全天候、不间断地工作。 FAST,图源网络CSST是光学望远镜,捕捉的是近紫外至可见光波段,通过组成望远镜的直径大、焦距长的物镜和直径小、焦距短的目镜,实现远距离物体近处成像。这样,人们通过光学望远镜,就可以观察到很远的天体。由于受到地球浓厚的大气层、电离层、臭氧层和地磁场等综合因素影响,地基光学望远镜观测能力有限。随着航天科技的进步,消除上述因素影响的太空光学望远镜应运而生,分别于年4月和年12月升空的哈勃太空望远镜和韦伯太空望远镜就是典型代表。中国巡天空间望远镜将紧随其后,成为人类新的“飞天巨眼”。 其他空间望远镜哈勃太空望远镜(HST) 哈勃太空望远镜的口径是2.4米,反射镜面是75nm厚的铝增强反射膜与25nm厚的镁氟保护层,焦距是57.6米,属于RC光学望远镜,主要观测波段是可见光。哈勃望远镜的组成部分有光学系统、广域和行星照相机、戈达德高解析摄谱仪、高速光度计、暗天体照相机和暗天体摄谱仪。 HST,图源网络与我国巡天空间望远镜相比,观测波段相近,口径更大,焦距更长,看到的细节越丰富,但视角比较小,因此我国巡天空间望远镜视角更大,因此有了超过哈勃00+倍的视场,哈勃花费一年所获取的数据,巡天号一天就可以获取完毕。但是对于要看到更远更暗的目标,哈勃望远镜的性能会更优。 詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST) 詹姆斯·韦伯太空望远镜(JamesWebbSpaceTelescope,缩写JWST)是美国航空航天局(NASA)、欧洲航天局(ESA)和加拿大航空航天局(CSA)联合研发的红外线观测用太空望远镜,以作为哈勃望远镜(HST)的继任者。 JWST,图源网络年升空的韦伯太空望远镜,堪称目前空间望远镜之最,韦伯太空望远镜的口径是6.5米,比哈勃的2.4米要高出2倍多、是巡天空间望远镜的倍多,集光面积更是高达哈勃的7倍多,如此大的口径可以使得韦伯太空望远镜能看到更远更暗的天体。 韦伯太空望远镜的主镜是由18个镀金铍反射镜制成的六边形镜拼接而成,背部有极高精度的主动光学修正装置保证聚焦精度,而镀金的镜面主要让望远镜工作在橙光波段到中红外,观测波段和哈勃望远镜、我国巡天望远镜的有所不同。 JWST部署时间线,图源NASA目前,韦伯望远镜的观测成果不断产出,年7月8日,美国宇航局(NASA)公布了伯太空望远镜拍摄到照片的首批天体名单,包括星系、星云和太阳系外巨行星。年7月20日,据法新社报道,韦伯太空望远镜可能发现了宇宙中已知最早的星系,该星系已经存在15亿年。 JWST最新拍摄的木星照片,图源网络可以说,哈勃望远镜和我国的巡天望远镜,与韦伯太空望远镜根本不在同一档次上,但各自的观测目标和任务有所不同,各有优势。 CSST将为世界天文学发展作出重要贡献CSST综合性能优异,在一些指标上大幅超越以往项目,在同期巡天项目中像质最好,近紫外波段的观测能力独一无二。CSST瞄准的7大科学目标涉及宇宙学、星系和活动星系核、银河系及近邻星系、恒星科学、系外行星与太阳系天体等,每一项都指向当代科学最前沿。CSST有望帮助人类探索并解答关于宇宙的物质构成、结构、演化等基本问题,将大大提升推动人类对宇宙认知。专家表示,CSST不仅有望在宇宙加速膨胀机理的研究等方面取得突破,而且将打开更广阔的发现空间,为世界天文学的发展作出重要贡献。 期待正在或将在太空遨游的“飞天之眼”们能发现更多的宇宙之美,带领人类认知更多的宇宙奥秘! |
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