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轉眼間最早的一批90後即將步入而立之年,然而有一顆航天器也是“90後”。它就是重達12噸,擁有2.4米口徑的哈勃空間望遠鏡,在其服役的近三十年內,不僅記錄了眾多壯觀的太空照片,還在許多航天領域發揮著至關重要的作用,例如暗能量、黑洞、宇宙年齡計算等。這許多的科學成就花費了30億美元的經費,而支撐這筆龐大支出的正是美國強大的綜合國力。

著名的“哈勃”望遠鏡

幾年前最後一架太空梭“亞特蘭蒂斯”號退役後,美國航空航天局就無法對哈勃望遠鏡進行維修,而去年哈勃望遠鏡由於定向陀螺儀故障,望遠鏡無法正常執行,雖然在地面人員的艱辛努力之下該故障被解決,但哈勃望遠鏡的壽命並不長了。根據計劃它將在兩年後正式停機,最終將墜入大氣層燒燬。

在哈勃的輝煌時期,許多人就對它存有疑慮,這個能探測到一百多億光年天體的大傢伙哪天要是轉身對地球進行拍攝,那地球上的許多祕密裝置不就會公之於眾了嗎?

其實這個疑慮是多餘的,因為哈勃望遠鏡拍攝宇宙深層空間的原理是蒐集光源,它並不能對物體進行直接拍攝,而對地的成像解析度也僅為30cm,另外與哈勃望遠鏡誕生於同一生產線的還有KH-11鎖眼系列偵察衛星,這款衛星的功能比哈勃望遠鏡強大得多。

與哈勃望遠鏡相比,KH-11鎖眼光學偵察衛星發射時間更早,可以說這款衛星的發射為哈勃望遠鏡的研製奠定了堅實的基礎。目前,該型最新的衛星重達20噸,不僅身形比哈勃望遠鏡大了整整一圈,其配置的鏡片也比哈勃要大,口徑接近3米,地面成像解析度高達10cm,但其造價較高,約為62億美元。

韋伯空間望遠鏡

哈勃退役後,花費82億美元研製的韋伯空間望遠鏡將代替它,但這款望遠鏡工作頻段與哈勃不同,哈勃的工作波段是可見光、紫外線,而韋伯的是紅外線,所以兩者無法實現無縫交接。

世界強國的稱號不是浪得虛名的,其背後有著強大的經濟實力,而經濟基礎有決定了上層建築。自21世紀以來,中國各個領域的發展就都得益於日益增強的經濟實力,整體已呈現出勢不可擋的發展趨勢。

光學偵察衛星效果圖

最近,日本專家小野田雄一在文章中寫道,中國的遙感衛星數量已超過美俄兩國。就像鎖眼偵察衛星為哈勃的發射奠定基礎一樣,當我們偵察衛星達到一定規模時,也可以研發出屬於我們自己哈勃望遠鏡。

十幾年前,中國就啟動了15個重大科學技術專案,以提升中國的科學技術地位,其中高解析度地球觀測工程就是其中之一。此該專案啟動以來,我們發射了一系列的遙感衛星,其中包括一些領先世界的衛星,例如“高分4號”衛星,它部署於36,000千米的地球同步軌道上,其解析度已位居世界第一。

除了高分專案外,我們還有大規模的遙感系列衛星,其中遙感號系列就有十五顆衛星在軌運營。 在中國的300多顆軌道衛星中,大多數都是對地遙感成像衛星,他們的工作頻段有可見光、紅外線和合成孔徑雷達等等。

近年來,商業遙感領域發展態勢也十分迅猛,長光衛星企業的吉林一號已不滿足於只是對地拍攝成像,而是深入到技術更先進困難的視訊成像領域。這款衛星已多次完成對民航飛機、運載火箭、輪船等動態目標的視訊錄製,實現了對地球的實時轉播。

遙感衛星的發展離不開兩個主要因素:市場的需求和技術人才支援。2018年8月份,中國科學院長春光學機械研究所對外宣稱,3米級的高精度碳化矽反射鏡已研製成功,其口徑大於世界上所有的偵察衛星鏡面,這意味著中國對大直徑偵察衛星的設計、製造和生產已全面掌握。

大口徑碳化矽反射鏡

有以上技術做鋪墊,中國版的哈勃望遠鏡也就指日可待了。天宮空間站是中國正在建設的90噸軌道空間的基礎設施,“問天號”實驗艙與“天和號”核心艙是天宮空間站的重要部分,我們還計劃將“巡天號”光學艙部署於“問天號”實驗艙內。

空間望遠鏡和空間站放置在一起勢必會造成技術上的限制,為配合天文望遠鏡的拍攝,空間站需經常調整其軌道姿態,而部署望遠鏡也會佔據了大部分的實驗艙空間。

中國空間站

為了解決這個難題,中國科學家提出了一種光學艙分離方法,將光學艙置於與空間站相同的軌道上。這樣不僅可以解決其相互制約的問題,還可以適時將空間站和光學艙對接,以便進行在軌維修工作。過去哈勃望遠鏡出現故障,美國必須發射昂貴的太空梭進行維修工作,而我們的解決方案不僅節省了資金,還大大提高了效率,可謂是一舉兩得。

“巡天號”光學艙是一個重達20噸的大傢伙,與美國的鎖眼偵察衛星不相上下,在保證類似於哈勃解析度的同時,其觀測視野還比哈勃大三百倍,並且它還擴充套件了地面觀測業務,如果需要對地觀測,也可以幫忙。

中國“宇宙之眼”

俗話說一分錢一分貨,效能強大的“巡天號”光學艙造價也不菲,甚至比中國產航母的建造成本還要高。目前“巡天號”光學艙平臺一體化設計已完成,下一步就是製造了。

不久之後,天宮空間站的“巡天號”光學艙將變成哈勃望遠鏡名副其實的繼任者,而隨著功能更強大的空間望遠鏡的出現,中國的遙感衛星規模也會逐漸壯大起來,這樣我們賴以生存和發展的家園才能得到更好的發展與保衛。

最新評論
  • 1 #

    哈勃偉大,給我們知道了宇宙的奧迷,中國什麼時候可以有。

  • 2 #

    中國的空間站不是這樣的嗎?

  • 3 #

    不僅記錄了眾多壯觀的太空照片,還在許多航天領域發揮著至關重要的作用,例如暗能量、黑洞、宇宙年齡計算等。?夥計,這是你瞎編的吧!一破光鏡能看到這些玩意?能給你“科騙諾獎”!

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