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        真實數據究竟如何?中國旗艦級太空望遠鏡:比哈勃視場大350倍
        來源:互聯網   發布日期:2022-05-08 10:12:01   瀏覽:7582次  

        導讀:中國青年網在線刊發了一篇關于天宮空間站共軌飛行的巡天望遠鏡采訪稿,其中涉及到了關于望遠鏡的多個參數,盡管很多數據都看不懂,但有一個描述一定是大家都了解的: 預計于2023年發射的中國空間站望遠鏡非常有氣勢,大小相當于一輛大客車,立起來有三層樓高...

        中國青年網在線刊發了一篇關于天宮空間站共軌飛行的巡天望遠鏡采訪稿,其中涉及到了關于望遠鏡的多個參數,盡管很多數據都看不懂,但有一個描述一定是大家都了解的:

        預計于2023年發射的中國空間站望遠鏡非常有氣勢,大小相當于一輛大客車,立起來有三層樓高。它的口徑為兩米,與美國哈勃太空望遠鏡的口徑相當,而視場比哈勃望遠鏡大350倍。

        真實數據究竟如何?中國旗艦級太空望遠鏡:比哈勃視場大350倍

        巡天光學艙段:真實數據究竟如何?

        中國空間站望遠鏡原本的設計構想是天宮空間站的一個艙段,與空間站對接為一體,便于日常管理與維護,不過這種模式有優點也有缺點,優點是就是檢修非常方便,航天員出艙即可檢修與維護!

        真實數據究竟如何?中國旗艦級太空望遠鏡:比哈勃視場大350倍

        而缺點則是巡天光學艙需要長期對準某個目標觀測或者臨時調整觀測角度對突發天體進行觀測,并且光學望遠鏡觀測需要“絕對安靜”,空間站上航天員的工作與“走動”,以及飛船的對接、艙外行走等都會造成大量震動,影響空間望遠鏡的工作。

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        因此后來巡天光學艙變成了一個與空間站共軌運行的獨立艙段,必要時空間站可以靠攏對其維護,正常工作時就是互不影響,不得不說真是個絕佳的創意,目前的哈勃望遠鏡就存在一個檢修困難的嚴重問題,因為不與空間站共軌,只有航天飛機才能靠泊維修,而航天飛機早已于2011年退役,哈勃望遠鏡只能走一天算一天了。

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        巡天望遠鏡,性能如何?

        關于巡天光學艙的中文介紹資料比較少,很多都是要收費的,筆者翻到兩份資料,一份是百度文庫上的《中國空間站多功能光學平臺高空間分辨本領多色深度巡天》中文版資料,另一份是中國科學院國家天文臺研究員詹虎老師于2019年11月5日在北京太空任務的弱引力透鏡研究會議上的報告,兩份資料有一些出入,下文來了解下:

        真實數據究竟如何?中國旗艦級太空望遠鏡:比哈勃視場大350倍

        國家天文臺研究員詹虎的資料

        一個是CSST(中國空間望遠鏡)裝載的儀器設備介紹:

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        包括:測量相機(SC)、太赫茲接收器(THz)、多通道成像儀(MCI)、積分場光譜儀(IFS)、冷行星成像日冕儀(CPIC)等,下方還有光路結構以及設備所在光學艙的位置。

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        這個頁面是光學性能介紹,口徑為2米,焦距為28米,光學極限分辨率是0.13角秒,其他的諸如指向精度等就不做介紹了,我們看關鍵光學參數,而另一篇則是百度上能搜到的資料:

        真實數據究竟如何?中國旗艦級太空望遠鏡:比哈勃視場大350倍

        上圖是中文資料,看起來是一份設計前期的早期資料,因為參數都屬于要求,其極限分辨率要求為0.1角秒,和詹虎研究員PPT中的0.13''很接近,當然以詹虎研究員的資料為準,一來時間上更接近,二來詹虎老師是中國科學院國家天文臺研究員,其可信度很高。

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        詹虎 (中國科學院國家天文臺研究員)

        真比哈勃太空望遠鏡的性能還要好?

        兩臺望遠鏡相比,光學參數無疑是第一位的,哈勃望遠鏡的光學性能參數如下,這是從NASA的哈勃望遠鏡手冊上截圖下來的:

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        哈勃口徑為2.4米,明顯要比CSST要更大一些,這表示它的集光力要比CSST要更好一些,簡單的說拍攝一個暗物體,哈勃的時間要更短一些。

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        另一個則是極限分辨率,哈勃為0.1弧秒,這和CSST的0.13角秒差不多,因為角秒又稱弧秒,兩個就是同一個東西,因此在文中介紹的,中國空間望遠鏡和哈勃的分辨率差不多還真沒啥大問題,因為確實差不多。

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        哈勃和CSST,究竟哪個更強?

        光學分辨率幾乎不分高下,那么兩者的性能差不多?其實并不是,在詹虎研究員的CSST PPT中還有一個數據是用于調查觀測的視野為1.1°,那么單次成像的最大面積為0.95平方度。

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        筆者找不到哈勃望遠鏡的整體視野數據,只有幾個相機的視野,不過找到一個NGRST(南希格雷斯羅曼望遠鏡)的視野是哈勃100倍的數據,而NGRST的視野為0.281平方度,那么兩者的相差的倍數為3.38,再乘以100,那么差不多就是338倍。

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        因此在很多資料中給出的數據為350倍,或者說300倍應該都是靠譜的,只是從不同的視野,比如某個相機CCD的FOV或者整體視野相比。

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        200倍的PPT資料

        當然除了分辨率和視野外,其搭載的CCD以及光學濾光鏡等這些都有了質的飛躍,其中CCD分辨率更是有了數量級的提升,這也是大視場下仍然保證了極高分辨率的關鍵原因,CSST即可以拿來巡天,也可以凝視某個深空目標觀測,未來效率將會比哈勃得到極大的提升。

        真實數據究竟如何?中國旗艦級太空望遠鏡:比哈勃視場大350倍

        真實數據究竟如何?中國旗艦級太空望遠鏡:比哈勃視場大350倍

        CSST對于宇宙學的研究將會是一個非常有益的補充,它獲取圖像的能力,快速巡天等將會大展拳腳。

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