【原】真实数据究竟如何？中国旗舰级太空望远镜：比哈勃视场大350倍

中国青年网在线刊发了一篇关于天宫空间站共轨飞行的巡天望远镜采访稿，其中涉及到了关于望远镜的多个参数，尽管很多数据都看不懂，但有一个描述一定是大家都了解的：

预计于2023年发射的中国空间站望远镜非常有气势，大小相当于一辆大客车，立起来有三层楼高。它的口径为两米，与美国哈勃太空望远镜的口径相当，而视场比哈勃望远镜大350倍。

巡天光学舱段：真实数据究竟如何？

中国空间站望远镜原本的设计构想是天宫空间站的一个舱段，与空间站对接为一体，便于日常管理与维护，不过这种模式有优点也有缺点，优点是就是检修非常方便，航天员出舱即可检修与维护！

而缺点则是巡天光学舱需要长期对准某个目标观测或者临时调整观测角度对突发天体进行观测，并且光学望远镜观测需要“绝对安静”，空间站上航天员的工作与“走动”，以及飞船的对接、舱外行走等都会造成大量震动，影响空间望远镜的工作。

因此后来巡天光学舱变成了一个与空间站共轨运行的独立舱段，必要时空间站可以靠拢对其维护，正常工作时就是互不影响，不得不说真是个绝佳的创意，目前的哈勃望远镜就存在一个检修困难的严重问题，因为不与空间站共轨，只有航天飞机才能靠泊维修，而航天飞机早已于2011年退役，哈勃望远镜只能走一天算一天了。

巡天望远镜，性能如何？

关于巡天光学舱的中文介绍资料比较少，很多都是要收费的，笔者翻到两份资料，一份是百度文库上的《中国空间站多功能光学平台高空间分辨本领多色深度巡天》中文版资料，另一份是中国科学院国家天文台研究员詹虎老师于2019年11月5日在北京太空任务的弱引力透镜研究会议上的报告，两份资料有一些出入，下文来了解下：

国家天文台研究员詹虎的资料

一个是CSST（中国空间望远镜）装载的仪器设备介绍：

包括：测量相机（SC）、太赫兹接收器（THz）、多通道成像仪（MCI）、积分场光谱仪（IFS）、冷行星成像日冕仪（CPIC）等，下方还有光路结构以及设备所在光学舱的位置。

这个页面是光学性能介绍，口径为2米，焦距为28米，光学极限分辨率是0.13角秒，其他的诸如指向精度等就不做介绍了，我们看关键光学参数，而另一篇则是百度上能搜到的资料：

上图是中文资料，看起来是一份设计前期的早期资料，因为参数都属于要求，其极限分辨率要求为0.1角秒，和詹虎研究员PPT中的0.13''很接近，当然以詹虎研究员的资料为准，一来时间上更接近，二来詹虎老师是中国科学院国家天文台研究员，其可信度很高。

詹虎 （中国科学院国家天文台研究员）

真比哈勃太空望远镜的性能还要好？

两台望远镜相比，光学参数无疑是第一位的，哈勃望远镜的光学性能参数如下，这是从NASA的哈勃望远镜手册上截图下来的：

哈勃口径为2.4米，明显要比CSST要更大一些，这表示它的集光力要比CSST要更好一些，简单的说拍摄一个暗物体，哈勃的时间要更短一些。

另一个则是极限分辨率，哈勃为0.1弧秒，这和CSST的0.13角秒差不多，因为角秒又称弧秒，两个就是同一个东西，因此在文中介绍的，中国空间望远镜和哈勃的分辨率差不多还真没啥大问题，因为确实差不多。

哈勃和CSST，究竟哪个更强？

光学分辨率几乎不分高下，那么两者的性能差不多？其实并不是，在詹虎研究员的CSST PPT中还有一个数据是用于调查观测的视野为1.1°，那么单次成像的最大面积为0.95平方度。

笔者找不到哈勃望远镜的整体视野数据，只有几个相机的视野，不过找到一个NGRST（南希·格雷斯罗曼望远镜）的视野是哈勃100倍的数据，而NGRST的视野为0.281平方度，那么两者的相差的倍数为3.38，再乘以100，那么差不多就是338倍。

因此在很多资料中给出的数据为350倍，或者说300倍应该都是靠谱的，只是从不同的视野，比如某个相机CCD的FOV或者整体视野相比。

200倍的PPT资料

当然除了分辨率和视野外，其搭载的CCD以及光学滤光镜等这些都有了质的飞跃，其中CCD分辨率更是有了数量级的提升，这也是大视场下仍然保证了极高分辨率的关键原因，CSST即可以拿来巡天，也可以凝视某个深空目标观测，未来效率将会比哈勃得到极大的提升。

CSST对于宇宙学的研究将会是一个非常有益的补充，它获取图像的能力，快速巡天等将会大展拳脚。

延伸阅读：HST并不是我们的目标

哈勃已经是30多年前的望远镜，我们去和哈勃相比就算大获全胜也是脸上无光，当然和哈勃相比只是让大家了解其工作效率，毕竟哈勃带给了我们震撼的宇宙，使得我们的目光从本星系群直接延伸到了134亿光年外，从这一点来看，可能再也没有望远镜能代替哈勃的地位。

但詹姆斯·韦伯望远镜已经接过了它的接力棒，正在以更远的宇宙为目标进发，它的观测波长已经从可见光转向了红光到中红外波段，这是深空极度红移的天体的范围，而且口径也扩展到了6米，另外它的CCD还将在接近宇宙微博背景辐射的温度下工作，灵敏度提升将可以用数量级来形容。

中国未来的望远镜有哪些？

规划中的空间望远镜暂时没有能和詹姆斯韦伯望远镜同级别的，不过除了光学巡天以外，我国也在其他波段的天基望远镜上发力：

巡天光学舱：CSST

除了研究深空以外，还有专门研究太阳的望远镜：

Advanced Space-based Solar Observatory(ASO-S)：先进天基太阳天文台，ASO-S 的科学目标简称为"一磁两暴"，"一磁"即太阳磁场，"两暴"即指太阳上两类最剧烈的爆发现象—耀斑爆发和日冕物质抛射，即观测和研究太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射的起源及三者之间可能存在的因果关系。

Einstein Probe(EP)：爱因斯坦探针计划，其任务是在软 X 射线波段开展大视场时域巡天监测，旨在系统性地发现宇宙高能暂现天体，监测天体活动性，探索其本质和物理过程。

EP 卫星瞄准了黑洞与其它各种天体的并合，黑洞在宇宙中的分布、形成和演化，引力波源电磁对应体，早期宇宙，超新星，致密天体活动性等重大科学问题开展科学研究，将获取包括全天 X 射线时序全景图像、天体的 X 射线光谱和时变数据等时域天文观测数据，为时域天文学的发展提供宝贵的数据积累。同时，EP卫星首次将沉寂（不活动）的黑洞作为研究对象，将开辟黑洞吞噬恒星事件这一新的研究领域。

其最明显的标志是基于MPO龙虾眼技术的X射线聚焦成像光学系统，探测灵敏度和巡天捕获能力比以往和现有设备高一到两个数量级，为国际领先水平。

从这些领域的进展中我们可以看到我国在天文领域正在全面铺开，相信我国在基础科学方面已经到了突破的前夜，预祝他们取得圆满成功。