天宫之眼

天和号核心舱的发射拉开了中国空间站全面建设的序幕，航天员们开始利用空间站进行太空探索和前沿科学研究。而中国空间站工程未来的计划中，还包含一个用于最前沿天文学研究的光学舱——中国巡天空间望远镜。

看星星，不简单

请问，要观测星空应该怎么做？或许，看星星并不是你想象的那样简单。

方案1 肉眼观测

人类观测宇宙可不是抬头看看这么简单。通过眼睛直接观察，可以看到的星星基本都是在银河系范围内的，对于浩瀚的宇宙而言只是九牛一毛。人类的视力毕竟有限，而且如果长时间直视一些过于明亮的天体，会严重损伤人的眼睛。

方案2 光学望远镜

的确，和人眼相比，望远镜可以帮你看得更远，包括天王星、天狼星在内的许多天体的发现都离不开光学天文望远镜的帮助。但光学望远镜也有局限性，比如说，它仍然需要人眼去观察，也只能捕捉到可见光。

方案3 射电望远镜

和光学望远镜不同，射电望远镜主要接收的是天体的射电辐射。它主要由天线和接收系统两部分组成，具有极高的灵敏度和稳定性，但它仍然会受到大气层的影响。

大气层，很麻烦

大气层在保护地球的同时，也如同一层遮住眼睛的纱布。它不断地流动，使得地面上看到的星象变得模糊，也降低了望远镜的分辨能力，很多遥远的星系通过地面望远镜很难被看清。即使是观察一些邻近星系，地面望远镜也无法分辨科学家感兴趣的精细结构。除了大气层，地心引力、地表震动也都会对观测造成影响。

哈勃望远镜刚刚到达太空就出现了拍照质量不佳的情况，不得不进行了一次维修。原来，在地球上制造镜片的时候，由于受到重力的作用，镜片产生了微小的形变，导致不足以满足高精度的要求。

早在1946年，天文学家莱曼·斯皮策就提出了一个大胆的设想：我们为什么不把望远镜放到太空中去？当然了，仅仅把望远镜送到天上还不够，科学家们希望望远镜能够动起来，这样才能看到更多的天体。

而且，即便是把望远镜放到太空中，大气层也会继续不依不饶地制造麻烦——在火箭前往太空的过程中，大气层导致的震颤可能会对望远镜造成损伤。

更广阔的视野

在重重困难之下，尽管空间望远镜的设想提出得很早，但直到1990年，科学家才成功发射了哈勃望远镜。目前，哈勃望远镜已经工作了超过30年，取得了丰硕的科研成果，也产生了许多的问题。由于设备老化和技术原因，哈勃望远镜已经经历了多次修理。

而我国预计于2024年前后投入科学运行的巡天空间望远镜，将是中国有史以来最先进也是最昂贵的天文望远镜。它的主口径达到2米，在可媲美哈勃望远镜成像质量的同时，还能观察更广阔的区域，视场达到了哈勃望远镜的300倍。天文学家可以通过巡天望远镜进一步研究恒星和黑洞的形成等宇宙奥秘。

更好的视力也将带来更多的数据，这些数据的传输离不开小帮手“天链”卫星的帮助。望远镜需要通过数据中继卫星建立连接，定期将观测数据发送给“天链”卫星，“天链”卫星再将数据发送到地面。

不畏挑战

远离地球和长时间的运行，为巡天望远镜带来了极大的考验。除了严酷的宇宙环境，火箭发射时的震动也可能对精密仪器造成损坏。尽管科学家们会尽力在材料和工艺上精益求精，保证每个部件都能经受住考验，但故障还是可能会发生的。

哈勃望远镜由于独立运行，所以每次想要维修就得派航天员前去操作。而巡天空间望远镜将和中国空间站在一个轨道上运行，如果发生问题，只需要和空间站进行对接，就可以由常驻空间站的航天员进行维修和燃料补充。

你可能會问，为什么不能让望远镜和空间站始终对接？这是因为空间站可能因为其他模块的工作而产生抖动，同时空间站自身的反光也会影响拍照的质量。

目前，已经有数百位天文学家参与到巡天空间望远镜的预研究中，这只巨眼在未来将要揭示多少未知的奥秘，就让我们拭目以待。