全球首创：堪比“哈勃”+“锁眼”的太空多功能“巡天”号光学舱

纵观天侠

自从当时世界上最先进的哈勃空间望远镜1990年发射升空以来，近30年过去了，哈勃空间望远镜依然是全球最大最先进的太空观测望远镜，尽管它在2018年由于故障原因，已经暂停运作。

哈勃太空望远镜

不过，这个保持了将近30年的纪录就在未来几年内就会被中国人打破了，取代它的将是作为我国空间站配套的“巡天”号光学舱。

2019年即将过去，命运曲折的长征五号系列运载也将至少实施了三次发射任务，进入2020年，作为我国空间站建设的发射火箭，不出意外的话，长征五B型应该已经堪用了。

2020年，将是我国空间站建设的发射启动年份，按照计划，我国将于2022年左右正式建成天宫空间站，初期规模为100吨，由天和号核心舱、问天号实验舱、梦天号实验舱、神舟载人飞船、天舟货运飞船组成，最后发射模块是巡天号光学舱。据推测，巡天号光学舱将在2024年前后发射升空。

我国太空站天和号核心舱

从名字就可以看出，作为全球首创的天空光学舱，巡天号与哈勃望远镜的最大差异在于：巡天号是与太空站共轨飞行，作为太空站的一部分进行规划，可以依托太空站进行管理和维护，而哈勃是一个独立的太空观测卫星，没有外部资源可以依托，哈勃卫星的维护和修理需要美国发射航天飞机进行在轨维护，随着美国载人航天飞机的退役，哈勃因为缺乏维护而陷于故障停运。

结合公开资料报道，我国巡天光学舱有三个独特优势：具备在轨交会对接、在轨燃料补加、在轨维修升级三大功能。未来，我国对巡天光学舱的任务定位是建成国家级空间光学实验室，也就是说了除了前文所述对天对地双向观测能力之外，它还将肩负起更多、更先进的空间光学技术试验，并预留有拓展性任务接口。对于巡天光学舱未来的任务选项，我们完全可以展开更多的想象......

巡天号光学舱

在最初的计划中，中国巡天望远镜是空间站的一部分，是与空间站连接在一起“共体飞行”的。但在后期的研究中发现，由于空间站自身运行及内部人员活动、航天器对接等都可能给空间站带来震动，这些震动对太空望远镜成像带来严重影响，因此在后期的规划中，望远镜就从空间站的规划中摘除了，而是做一个独立的“光学舱”，与空间站一起飞行在400公里高的轨道上，变成了“共轨飞行”。

尽管巡天望远镜已经不再是空间站的一部分，但是中国空间站的一个实验舱依然保留了“巡天号”的名称，仍然作为空间站计划的一个部分组织实施。

在更新后的设计方案中，我国专门为此设计了新型平台装载大型光学设施，使该光学舱即能开展巡天观测，又能对地成像；平时与与空间站共轨飞行，无人值守，必要时可停靠空间站进行维护和补给，如需升级或者维修时，空间站会接近光学舱，可以直接由航天员出舱维护，也可以让光学舱对接到空间站上，再由航天员进行维护。与空间站可分可合，在全球范围内首创分布式空间站体系架构的模式。

作为大型天基光学舱，已经很难概括巡天光学舱任务定位，它既是远超哈勃的空间天文望远镜，也是性能媲美锁眼的大吨位对地侦察卫星，同时还是大型在轨国家级空间光学试验室，这也就难怪为什么官方至今只能称其为“光学舱”的原因，其功能非常宽泛，也不好命名。

锁眼系列对地光学侦查卫星

首先，巡天光学舱将配置2米大口径离轴三反空间望远镜，分辨率不低于哈勃空间望远镜，同时视场角是哈勃300多倍，这意味着巡天光学舱只需要1天多时间就能干完哈勃一年的活。

据了解，巡天光学舱的重量估计达到十余吨，该光学舱造价在百亿以上，堪比一艘国产航母的造价！其在天文学领域主要职责是在紫外与近红外波段对宇宙的构成与演化、黑洞、暗能量、暗物质展开深入研究，在宇宙学、活动星系、星系科学、银河系结构、恒星科学、太阳系与系外行星、天体测量领域将产生的天量数据将支持我国科学家获取一大批国际原创性科学成果，有利于我国占据世界天文科学领域的话语权。

最近几年以来，随着我国光学设备的发展，我国天基光学设备技术水平早已超欧赶美，基础技术能力与美国呈现并驾齐驱的态势。

几年前欧洲多个国家航天工程师表达了想与我国合作建设巡天光学舱的请求，但是最终被我们拒绝，空间技术研究院高级工程师杜云泽博士表示，欧洲人提供的设备技术不符合我们的要求。

中国开发世界最大反射镜可在静止轨道看敌情直播

最近中国航天取得重大进展，中科院旗下长春光机所最近研制一款高精度大口径碳化硅反射镜，进展顺利今年上半年可以完成精加工，并交付，这款反射镜口径高达4.03米，高居世界第一，比世界著名的美国哈珀望远镜的2.4米镜头，整整大了66%，这款超级反射镜将应用在中国新型高分卫星上，这颗高分卫星最大的特点是，除了镜头特别大，而且轨道高度特别高，在36000公里高空轨道上静止不动，不像普通光学卫星大多在300-1000公里高度层。

中国这一次开创了世界第一

大家都知道，站的高望的远这是观测的物理规律，卫星相比人飞机，人员，车辆，军舰最大的优势就是高度，卫星轨道在200公里以上的高空，仅仅2个小时就可以绕地球看一圈，敌方严格保密的基地，交通中心，战机，潜艇，船厂等等，甚至包括军舰，航母，以及导弹发射等等，都可以通过卫星快速获得信息，即使这些目标都位于敌人的重兵把守区域，这是独特的优势，所以世界各个大国都对侦察卫星投入重金。

但是目前侦察卫星有个最大问题，这也是站得高看得远的反面，这就是，离得近才看得清，长期以来，侦察卫星轨道一般不高，轨道高了，分辨率就差，对关键目标就看的不清，情报的质量就大打折扣，所以高分辨率的侦察卫星轨道都不高，轨道不高就有个问题，在太空中，不能任意停留在一个位置盯着某个重要目标或者区域长期观测，必须按照轨道不停旋转，对任何一个固定目标或者区域，就存在一个过顶时间和重访时间，过顶时间一般也很短，一般是几十分钟，而且最快的重访周期也需要2小时，而且太快的重放时间，造成卫星轨道阻力大，寿命短，很多国家就卡住侦察卫星这个死点做文章。

站得高看得远，中国新型卫星要求看的同样清楚

中国这一款高分辨率卫星，打破了世界传统，成为了当之无愧世界第一静止轨道第一高分辨率卫星，从理论上来说，如此巨大的镜头，可以增加可见光，红外，远红外，还有多光谱设备，可以对地面和海面目标进行持续的跟踪监视，这是一大创举，从这个角度来说，中国通过一款卫星研发，同时可以满足，目标大范围高精度而且长时间持续侦察以及预警，包括敌方航母编队，导弹发射都可以做到及时发现一览无遗。

这款4米直径的超大型镜头，放到静止轨道后，对地面海面分辨率大体有2.5米，这是一个世界领先的指标，虽然不能看清汽车，但是对大型军舰，比如航母却是卓卓有余，配合中国东风快递，可以对整个西太平洋以及印度洋做到一览无遗，一声令下，就可以迅速击沉。

拥有这么一颗卫星，就可以对如此大面积的陆地和海域进行持续监视

这款卫星有如此大的战略意义，这也是一个当之无愧的世界第一，但是研制并不容易，需要解决大量的技术问题

美国人早早提出了类似的项目，要求卫星能够在静止轨道以近似直播的监视敌方行动，包括实时的导弹发射和跟踪，要求卫星视野范围超过100万平方公里，凝视视场超过一千万平方公里，分辨率在2.5-4.5米，对飞毛腿导弹发射实现99%的探测概率，虚惊率要求小于一个月一次，可以对地球表面40%区域保持实时监视，而且每秒1帧提供实时视频，真正做到了对广阔战区实时高分辨直播！

美国和欧洲都有类似的计划，但是都没有实质性进展，中国做到了世界第一！

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