中國將發射首個“宇宙之眼”，專家：與空間站共軌飛行，可在軌升級

100多年前，我們簡單地以為，銀河系就是整個宇宙，而銀河系不過是宇宙中無數個星系中再平凡不過的一員。

當哈勃望遠鏡升空後，我們看到了更遠的深空。明年（2023年），中國首個大型空間巡天望遠鏡（以下簡稱：巡天望遠鏡）計劃發射，人類或將探尋到更廣闊的宇宙。

4月17日，中國載人航天工程辦公室主任郝淳證實，巡天望遠鏡將在宇宙結構形成和演化、暗物質和暗能量等方面開展前沿科學研究，有望取得一批重大創新成果。

中國空間站-巡天空間望遠鏡（CSST）圖/中國科普博覽微訊號

這被認為是中國的“宇宙之眼”。那麼，巡天望遠鏡將開展哪些科學工作，與中國空間站如何配合，面對“同行”哈勃望遠鏡，有何不同？記者對話科普專家、湖南省天文學會會長譚巍。

看宇宙中那些看不見的東西

中國科學院資料顯示，巡天望遠鏡的主徑口徑2米，大小類似一輛大巴車，比哈勃望遠鏡的2米4 略小，但是影象質量是類似的。

建造這麼大一臺望遠鏡有何作用？譚巍說，當望遠鏡接收到更多的光，才能看到更暗的天體，進而又想把天體看得越來越清晰。

有個例子，我們用肉眼看遠處一個東西，可能會看到是模糊的一團。如果你拿望遠鏡去觀察它，就會發現那可能是一隻大熊貓。望遠鏡可以幫助肉眼分辨遠處的物體。

這和看宇宙的原理類似，所以人類就想建更大的望遠鏡。但望遠鏡放在地面，豈不是更節約維護成本？譚巍解釋，因為地球被包裹在一個100公里左右厚度的大氣中，大氣會不斷地抖動。望遠鏡透過大氣去觀察宇宙時，不可避免地受到大氣抖動的影響，觀察到的影象就會模糊。“所以把望遠鏡放到大氣層外，放到地球軌道上面去。”

到太空中，由於銀河系被暗物質所包裹，好像籠罩在一片“霧霾”中。對於佔宇宙絕大部分的暗能量和暗物質，大家知之甚少。

北京大學物理學院天文學系教授吳學兵的觀點是，海量的觀測資料，能更好對暗物質、暗能量進行研究，從而幫助確定其物理屬性，瞭解星系的形成和演化。

所以，建造昂貴的望遠鏡，開展大規模巡天，也被相關專家認為——巡天望遠鏡不是去看宇宙中的一些明亮的天體，而是試圖去看宇宙中那些看不見的東西。

既要看大景，也要夠精細

如果將巡天理解為是對大範圍的宇宙天體進行普查，那麼哈勃望遠鏡走的則是精測路線。

先說巡天。中國科學院國家天文臺曾提到，“巡天望遠鏡是我國載人空間站旗艦級專案，是我國迄今為止最大的空間天文基礎設施，具有大視場、高像質、寬波段等突出特點”。

怎麼理解呢？譚巍拿哈勃來對比，兩者功能定位不同。首先，巡天望遠鏡看得寬。載人航天工程總設計師周建平曾透露，巡天望遠鏡視場面積是哈勃的300多倍。打比方，拍同一視場的照片，哈勃望遠鏡可能要拍300次完成，而巡天只需要一次。這是視場大，以及效率方面的提升。

精測模式（左）和巡天模式（右）圖/中國科普博覽微訊號

哈勃是一臺能夠在很小的視野範圍內，非常精細地觀察天空的望遠鏡。比如一頭非洲象，如果拿一個長焦鏡頭去觀察它，哈勃可以把它觀察得非常細緻，包括面板的毛孔，進而研究大象的新陳代謝。但是非洲草原上，也許有非常多的動物包括大象，要研究它們的運動軌跡和遷徙怎麼辦？你就要一個廣角鏡頭去拍攝，這就是巡天模式要做的。

中國科學院國家天文臺星雲計劃研究員李然認為，中國載人航天工程想要做的是，在空間站軌道上放一臺望遠鏡，這個望遠鏡成像的能力和哈勃類似，但它能夠同時觀察成千上萬的星系。