中国宇宙天眼即将现身,观测视野大哈勃300倍,放就在空间站旁边

中国宇宙天眼即将现身,观测视野大哈勃300倍,放就在空间站旁边

首先感谢大家百忙之中进入佰栈官查,真是太给面子啦!

转眼间最早的一批90后即将步入而立之年,然而有一颗也是“90后”的航天器刚好与他们同龄。该航天器就是重达12吨,拥有2.4米口径的哈勃空间望远镜,在其服役的近三十年内,不仅记录了众多壮观的太空照片,还在许多航天领域发挥着至关重要的作用,例如暗能量、黑洞、宇宙年龄计算等。这许多的科学成就花费了30亿美元的经费,而支撑这笔庞大支出的正是美国强大的综合国力

著名的“哈勃”望远镜

几年前最后一架航天飞机“亚特兰蒂斯”号退役后,美国航空航天局就无法对哈勃望远镜进行维修,而去年哈勃望远镜由于定向陀螺仪故障,望远镜无法正常运行,虽然在地面人员的艰辛努力之下该故障被解决,但哈勃望远镜的寿命并不长了。根据计划它将在两年后正式停机,最终将坠入大气层烧毁。

2009年航天飞机对哈勃进行维修

在哈勃的辉煌时期,许多人就对它存有疑虑,这个能探测到一百多亿光年天体的大家伙哪天要是转身对地球进行拍摄,那地球上的许多秘密设备不就会公之于众了吗?

其实这个疑虑是多余的,因为哈勃望远镜拍摄宇宙深层空间的原理是搜集光源,它并不能对物体进行直接拍摄,而对地的成像分辨率也仅为30cm,另外与哈勃望远镜诞生于同一生产线的还有KH-11锁眼系列侦察卫星,这款卫星的功能比哈勃望远镜强大得多。

美国KH12型锁眼侦察卫星具

与哈勃望远镜相比,KH-11锁眼光学侦察卫星发射时间更早,可以说这款卫星的发射为哈勃望远镜的研制奠定了坚实的基础。目前,该型最新的卫星重达20吨,不仅身形比哈勃望远镜大了整整一圈,其配置的镜片也比哈勃要大,口径接近3米,地面成像分辨率高达10cm,但其造价较高,约为62亿美元。

韦伯空间望远镜

哈勃退役后,花费82亿美元研制的韦伯空间望远镜将代替它,但这款望远镜工作频段与哈勃不同,哈勃的工作波段是可见光、紫外线,而韦伯的是红外线,所以两者无法实现无缝交接。

世界强国的称号不是浪得虚名的,其背后有着强大的经济实力,而经济基础有决定了上层建筑。自21世纪以来,我国各个领域的发展就都得益于日益增强的经济实力,整体已呈现出势不可挡的发展趋势。

光学侦察卫星效果图

最近,日本专家小野田雄一在文章中写道,中国的遥感卫星数量已超过美俄两国。就像锁眼侦察卫星为哈勃的发射奠定基础一样,当我们侦察卫星达到一定规模时,也可以研发出属于我们自己哈勃望远镜。

十几年前,中国就启动了15个重大科学技术项目,以提升我国的科学技术地位,其中高分辨率地球观测工程就是其中之一。此该项目启动以来,我们发射了一系列的遥感卫星,其中包括一些领先世界的卫星,例如“高分4号”卫星,它部署于36,000千米的地球同步轨道上,其分辨率已位居世界第一。

搭载“高分四号”卫星的长征三号乙运载火箭发射升空

除了高分项目外,我们还有大规模的遥感系列卫星,其中遥感号系列就有十五颗卫星在轨运营。 在我国的300多颗轨道卫星中,大多数都是对地遥感成像卫星,他们的工作频段有可见光、红外线和合成孔径雷达等等。

近年来,商业遥感领域发展态势也十分迅猛,长光卫星企业的吉林一号已不满足于只是对地拍摄成像,而是深入到技术更先进困难的视频成像领域。这款卫星已多次完成对民航飞机、运载火箭、轮船等动态目标的视频录制,实现了对地球的实时转播。

吉林一号

遥感卫星的发展离不开两个主要因素:市场的需求和技术人才支持。2018年8月份,中国科学院长春光学机械研究所对外宣称,3米级的高精度碳化硅反射镜已研制成功,其口径大于世界上所有的侦察卫星镜面,这意味着我国对大直径侦察卫星的设计、制造和生产已全面掌握。

大口径碳化硅反射镜

有以上技术做铺垫,中国版的哈勃望远镜也就指日可待了。天宫空间站是中国正在建设的90吨轨道空间的基础设施,“问天号”实验舱“天和号”核心舱是天宫空间站的重要部分,我们还计划将“巡天号”光学舱部署于“问天号”实验舱内。

空间望远镜和空间站放置在一起势必会造成技术上的限制,为配合天文望远镜的拍摄,空间站需经常调整其轨道姿态,而部署望远镜也会占据了大部分的实验舱空间。

中国空间站

为了解决这个难题,中国科学家提出了一种光学舱分离方法,将光学舱置于与空间站相同的轨道上。这样不仅可以解决其相互制约的问题,还可以适时将空间站和光学舱对接,以便进行在轨维修工作。过去哈勃望远镜出现故障,美国必须发射昂贵的航天飞机进行维修工作,而我们的解决方案不仅节省了资金,还大大提高了效率,可谓是一举两得。

“巡天号”光学舱是一个重达20吨的大家伙,与美国的锁眼侦察卫星不相上下,在保证类似于哈勃分辨率的同时,其观测视野还比哈勃大三百倍,并且它还扩展了地面观测业务,如果需要对地观测,也可以帮忙。

中国“宇宙之眼”

俗话说一分钱一分货,性能强大的“巡天号”光学舱造价也不菲,甚至比国产航母的建造成本还要高。目前“巡天号”光学舱平台一体化设计已完成,下一步就是制造了。

不久之后,天宫空间站的“巡天号”光学舱将变成哈勃望远镜名副其实的继任者,而随着功能更强大的空间望远镜的出现,我国的遥感卫星规模也会逐渐壮大起来,这样我们赖以生存和发展的家园才能得到更好的发展与保卫。