深度认知宇宙的重器：天宫空间站第4个大型舱段，在轨展开超20 今年年底前我们将能够在近地

今年年底前我们将能够在近地轨道空间看到一座由核心舱（天和一号）、实验舱Ⅰ（问天号）、实验舱Ⅱ（梦天号）组成T字形构型的天宫空间站，该空间站组合体规模将接近一百吨，它拥有足以媲美400吨级国际空间站的各项在轨应用能力，然而这并非天宫空间站的全貌。
载人航天工程总师周建平日前披露，天宫空间站还有一个巡天望远镜，我们目标在2023或2024年能够发射入轨。

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天宫空间站
“载人为建站，建站为应用。 ”
，如何提升天宫空间站的应用水平？这一问题早在十多年前就已经提上日程，而利用载人平台进行天文观测，尤其是空间巡天观测是诸多应用领域中的一个重要方向，因为这件事别的国家截至目前还没有做。
巡天望远镜全称是“载人空间站工程巡天空间望远镜” ，英文简称“CSST” ，也被称为“巡天光学舱” 。
该舱段立项之初的设计方案是作为实验舱Ⅱ的一部分进行空间巡天观测，而如今巡天望远镜自身则成为了一个独立的舱段，这又是为什么呢？

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巡天光学舱较早时期的设计方案
总结起来有以下几点原因：
1.空间站为实施各项在轨任务需要经常进行姿态控制，由此产生的扰动会影响巡天望远镜凝视观测像质；
2.空间站组合体长期在轨不可避免地存在结构形变问题，对巡天望远镜产生进一步干扰；
3.空间站舱内设备、人员等各种振源产生的扰动对巡天望远镜凝视观测像质的损害问题突出；

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早期巡天空间望远镜置于实验舱Ⅱ的设计方案
4.空间站周围的污染环境和颗粒物不利于天文观测；
5.空间站太阳翼及舱体在光照区产生的反光会干扰巡天望远镜；
6.巡天望远镜凝视观测期间需要空间站在姿态控制上加以配合，进而影响空间站自身的工作状态。
可以说空间站与巡天望远镜是一对矛盾体，二者互不相容，上述问题并非不能解决，
但与其相互迁就，不如另谋发展之路
。

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天宫空间站运行过程中也需要调整姿态以适应不同的任务需求
综合国力的日益提升为巡天望远镜进一步创新发展创造了条件，最具诱惑力的选项就是让巡天望远镜分离出去独自成舱，并与空间站共轨飞行，这样一来种种矛盾都可以迎刃而解。空间站自身也因此收获了更多的发展空间，原巡天望远镜安装位置现如今是货物专用气闸舱与展开式暴露实验平台的容身之地。
对于我国天文界而言，可以说是乘着载人航天的东风起飞了，独自成舱的巡天光学舱被认为是
我国天文界有史以来最先进也是最昂贵的观测设备，一步跨入了世界第一梯队
。

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巡天光学舱平台结构件
造价高昂的巡天光学舱怎样才能万无一失呢？
昔日哈勃空间望远镜上天后就遇到了由于镜片研磨缺陷导致在初期三年时间里无法正常作业的问题，后来是通过发射运营成本高昂的航天飞机安装改正镜才解决。在后来的运营过程中，航天飞机也曾多次对该望远镜进行在轨维修升级作业。

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奋进号航天飞机机组对哈勃望远镜进行在轨维修
正是总结吸取了前人的经验教训，巡天光学舱特别注重在轨支持能力建设
，这也是为什么起初该望远镜被置于实验舱Ⅱ的重要原因，独自成舱的巡天光学舱与空间站共轨飞行可获得的在轨支持服务也相当丰富。
先来看看巡天光学舱长什么样，该舱段最大直径达到了4.5米，高度也有14米，发射质量16吨左右，在长征系列火箭序列中，能发射如此规模航天器的也就只有长征5B了。
巡天光学舱分为“光学设施段”与“平台段”两部分，天文观测用的各类设备载荷集中于光学设施段。

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巡天望远镜光学设施段
光学设施段搭载有配置2米口径镜片的巡天相机，该相机中像素有25亿，视场比哈勃空间望远镜大了300倍，全寿命周期内可观测的天区范围要比哈勃大得多，也意味着更高的观测效率……