八大观测神器中国占几个？

　　航天之父康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基说过：“地球是人类的摇篮，但人类不可能永远被束缚在摇篮里。”

　　人类在地球上已经生活了600万年，我们的摇篮也一点点扩大，从一个聚落、一片大陆到整个星球。但和浩瀚的星辰大海相比，又如此的渺小。

　　从远在拉格朗日点的詹姆斯·韦伯望远镜，到藏在贵州深山里的中国天眼。为了准确、全面地观测宇宙，人类一直在不断改进望远镜。

　　哈勃天文望远镜于1990年4月24日发射升空，并运行至今。其轨道位置为低地球轨道，目前位于地表上方535公里处。

　　哈勃锁定目标非常准，相当于能把激光准确照射在320公里外的硬币上。哈勃可全天区范围观测，可观测波段为可见光波段和紫外波段。

　　2.观测到了宇宙的膨胀速度正在加速，为研究暗能量的存在和性质提供了证据；

　　迄今为止，哈勃望远镜已经进行了超过150万次观测，总存档数据超过340TB，天文学家使用哈勃数据发表了19000多篇科学论文。

　　韦伯空间望远镜原计划于2007年发射，但一直推迟到2021年12月25日。它是NASA、欧洲太空总署(ESA)和加拿大航天局(CSA)的合作项目。

　　其轨道位置为日地系统的拉格朗日L2点，距离地球至少150万公里，L2点可以保持背向太阳和地球的方位，易于校准和保护，而且在远离太阳的一侧，所以有利于红外观测。

　　韦伯的特长在红外观测，它能够看到更多，更老的恒星和星系。但L2轨道是不稳定的，需要动力维持望远镜姿态和位置，目前韦伯携带的推进剂足够使用10年，所以它的任务目标时间就是10年。

　　韦伯空间望远镜的发现包括但不限于首次直接拍摄系外行星、发现有史以来最遥远的星系、详细观测了系外行星的大气层和星系碰撞时的恒星形成等，其中还包括前不久拍摄到的一个问号形物体，引起了人们的极大关注。

　　盖亚任务是欧洲太空总署的太空望远镜，致力于绘制一张精确的银河系三维星图。该任务于2013年12月19日发射升空，运行至今，正在观测银河系内外近20亿个星体。其轨道位于日地系统的拉格朗日L2点。

　　Gaia任务包含两个望远镜，它们以固定的广角进行观测，对观测范围内的每个天体平均观测70次，时长持续5年。观测波段为可见光。

　　4.发现了更多的稀有恒星、超高速恒星、新小行星和系外行星，揭示了太空中的气态结构；

　　5.揭示银河系在早期(大约在100亿年前)可能与另一个大星系并合后形成；

　　在Gaia观测到的天体中，超过99.9%的天体从未被精确测量过距离。预计盖亚任务结束时，存档数据将超过1PB。

　　暗物质粒子探测卫星是我国第一个空间天文探测器，命名为“悟空”。由中科院紫金山天文台主导，于2015年12月17日发射。

　　悟空号的轨道类型为太阳同步轨道，轨道高度约为500公里。原计划运行寿命为3年，但自从2015年发射后，至今仍在服役，而且工作状态良好。悟空号共计搭载了四种不同的有效载荷，结构如下图。

　　其主要科学目标是暗物质间接探测，次要目标是寻找宇宙射线的起源和伽马射线天体物理研究，主要科学产出有：

　　2.给出了从40 GeV到100 GeV能段的宇宙线质子精确能谱测量结果，发布了25 GeV和4.6 TeV之间正电子光谱的精确测量结果；

　　3.“悟空”号卫星530天的运行共计记录到28亿个宇宙线粒子, 科学家从中筛选出了约150万个高能量的电子, 测量出了这些电子的能谱分布。揭示出电子能谱存在的一处拐折和一处可能的尖峰结构；

　　4.记录到明显增强的伽马射线爆发现象，这一爆发在12月16日达到了峰值；

　　5.测量得到的两个最亮脉冲星的伽马周期在1GeV-100GeV的能量范围；

　　WISE是NASA在2009年发射的空间红外望远镜，运行期间共对约158000颗小行星进行了观测，其中包括约34000颗新发现的小行星。

　　该望远镜的四个工作波长分别为3.4，4.6，12和22微米，分别记为W1，W2，W3和W4。到2011年2月，固态氢星空综合集团官网全部耗尽，望远镜进入休眠状态。

　　2013年8月，WISE被唤醒，继续使用W1和W2波段进行巡天观测，并更名为NEOWISE，用于探测近地小天体。

　　截止2022年4月，NEOWISE共对40700个太阳系天体进行了超过120万次红外测量，包括1380颗近地小行星和246颗彗星，其中发现了347颗潜在危险小行星和34颗彗星。

　　1.搜索近地小行星，为地球撞击威胁评估提供数据；2.观测彗星；3.研究小行星族群；4.测量小行星的大小分布和反照率。

　　系外行星凌星巡天卫星是一颗由NASA开发，专门用于探测系外行星的望远镜，又被称为“苔丝”。

　　TESS的轨道位于高地球轨道，为高椭圆轨道，其偏心率为0.55，近地点和远地点的距离分别约为10.8 万公里和37.3万公里。该轨道可以获得天空南北半球的无遮图像。

　　TESS于2018年4月18日发射升空，预设的主要任务为2年，至今仍在运行。截止2023年8月，TESS发现了373颗已确认的系外行星。

　　CSST将是中国第一个光学空间巡天望远镜，它于2013年11月立项，预计在2024年发射，将在400公里高的轨道上运行。这意味着CSST具备在轨维护升级的能力。

　　CSST兼具大视场和高像质的优异性能，是哈勃视星空综合集团官网场的300倍。CSST的计划运行期为10年，将对17500平方度的天区进行多波段成像和无缝光谱观测，并对遴选的天体或天区开展精细观测研究，以获取数十亿恒星与星系的测光数据和数亿条光谱，并通过直接成像搜寻和研究太阳系外行星。

　　5.暂现源/变源和重要天文事件响应，例如引力波搜寻、高红移伽马射线暴和快速射电暴等。

　　“中国天眼”是目前世界上第一大的球面射电望远镜。项目早在1994年就被提出并开始进行预研工作。到2020年1月11日通过验收，正式开始运行。

　　因为天体目标在运动，所以中国天眼在跟踪观测时，抛物面要一直不停地跟踪变化。于是，反射面不断变形，悬挂在钢索上馈源也要进行相应的运动。

　　为了支持这一功能，中国科学家将4450块三角形主动反射面安装在球形的大网兜内表层，大网兜的2225个节点形成了4450个三角形区域，每个节点上有斜拉的钢索，连接到地面，钢索下面有液压促动器往下拽钢索，每一个节点都可以双向运动。通过联合控制，精确调节每个节点的运动距离，就可以使得球面变形成抛物面，实现变形。

　　上述神器是当前最为引人瞩目的天文观测设备，为天文学家们带来了丰富的科学产出。中国在某些方面处于国际前沿地位，例如在暗物质探测和射电望远镜领域取得了显著进展。而在光和热红外波段，与国际先进水平仍存在较大差距。

　　随着天文学的发展，未来将需要更大口径的空间望远镜来捕捉更多微弱天体的光线。目前已经出现了一些针对未来空间望远镜的设计概念，例如大口径先进技术空间望远镜和单孔径远红外天文观测望远镜。这些观测神器将极大地提高人类对宇宙的认知。