天文卫星使各种不同的天文探测仪器在几百至几千千米高工作,实际上是把地面上的望远镜搬到太空上去,所以也叫空间望远镜。它改变了以往坐地观地、坐地观天的传统,摆脱大气层的封锁,可在全波段范围内对宇宙进行详细的观测。
目前,天文卫星大多以所装载仪器的主要观测波段来分类,其中最多的有可见光天文卫星、γ射线天文卫星、X射线天文卫星、红外天文卫星四大类。这些天文卫星各有所长。宇宙中的天体由于温度不同而发出各种波段的电磁波,温度越高,发出的电磁波波长越短。单靠一种天文卫星很难观测全面。这次发射的“开普勒”空间望远镜的观测主要依靠可见光波段。而到目前为止在所有天文卫星中,“哈勃”空间望远镜是最著名、成果最多的天文卫星。它装载的观测仪器不仅能探测可见光,而且也可工作在紫外和近红外波段,所以科学应用范围极广,是名副其实的“全能冠军”。
红外线能够穿透密集的尘埃,通过红外观测能够帮助人们了解银河系的核心、恒星形成,以及太阳系外行星系统。但除了少数窗口之外,地球大气层像一个“保护伞”,吸收了几乎所有的红外辐射,因此在地球上无法直接用光学望远镜观测到银河系中心附近的区域。红外天文卫星用途广泛,它能揭示冷状态的物质,探索隐藏的宇宙以及追溯宇宙早期的生命。探测那些不反光的物体,如被尘云所包围的物体也是红外天文卫星的长项,因为更长一些的红外波可以穿透尘埃,让我们可以“看透”这些云团深处。
宇宙中许多天体都散发X射线,因此探测宇宙中的X射线对探索宇宙奥秘具有重要意义。但由于X射线极易被吸收,在地面收集和聚焦高能X射线非常困难。因为有地球大气的阻隔,在地面上根本无法对宇宙X射线进行观测。即使在太空观测X射线,望远镜的设计也非常讲究,不能选用折射系统,而且要使射线以掠射方式射入镜面。目前,美国、欧洲和日本各自有1颗重要的X射线天文卫星在太空工作。
此外由于γ射线具有较大的贯穿能力,能提供宇宙中某些核过程信息,因此始终吸引着人们对它进行研究。近年来,国外接连发射了几颗重要的γ射线天文卫星。美国于2008年6月3日发射的“γ射线大面积空间望远镜”将通过一个从未被人探测过的电磁波频段观察深空高能天体,有望揭开宇宙暗物质和其他神秘现象背后的真相。▲(东方星)