空间天文观测站

地球周围的大气是人类从事社会、生产活动不可缺少的保护层，但它对于天文学家来说，却是一种严重妨碍观测的屏障。天体在不断地发射着从 10−12 厘米至 108 厘米范围内的电磁波，这些电磁波按其波长由短到长排列，大致可分为γ射线、X 射线、紫外线、可见光、红外线、射电波等波段。

地球大气吸收从超长波到γ射线的全部电磁辐射，仅在可见光区附近和无线电波区留下两个可怜的窗口，因此，包含有丰富天体物理信息的绝大部分天体辐射，被地球大气阻挡和吸收。地球大气在地表面附近， 由于温差形成气体的强烈对流和湍流，严重地引起光线无规则随机偏析，破坏了光线波阵面的平面性，从而歪曲了天体的星象，同时也严重削弱了天体的光度。

利用空间的低压、真空、微重力、高远位置等特点，在地球外层空间开展空间天文观测研究可克服上述的种种不利因素，将给天文学开辟无限广阔的新天地。因此，在空间城上设立空间天文观测站与地面相比， 有以下一些优点：没有大气折射，可消除因折射带来的观测误差；不存在大气对某些波段的选择吸收，能用可见光和其它所有波段进行天体测量；没有大气漫射，天空总是黑的，在仪器工作期间可连续进行观测； 没有大气闪烁，得到的星像质量较好；没有重力，望远镜筒不会弯曲。空间天文观测站将极大地提供扩展宇宙天体电磁辐射谱探测的可能性， 获得清晰的天体图象，揭开天体的真实面貌，并能以极高的精度，测定天体的方位和运动状况。

空间天文观测站的科学工作者，首先感兴趣的问题，当然也是被关

在地球大气窗口外的各种电磁波段的探测，也就是对γ射线、X 射线、远紫外线、远红外线以及短波至甚长波的射电电波的探测。众所周知，射电天文学是以无线电接收技术为观测手段，观测对象遍及所有天体，从近处的太阳系天体到银河系中的各种对象，乃至极其遥远的银河系以外的目标。20 世纪 60 年代的四大天文发现，即类星体、微波背景辐射、射电脉冲星以及星际有机分子，都是与射电天文学的发展密切相关。

通常使用得最多的空间天文观测器是天文卫星。根据观测对象和任务的不同，天文卫星可分为太阳观测卫星和非太阳探测天文卫星，有些卫星兼有太阳观测和非太阳探测的性能。在太阳物理方面，天文卫星已经揭示了太阳耀斑能量释放的非热和高能特征；揭示了耀斑爆发过程中的快速尖峰发射的存在。在揭示 X 射线双星、X 射线脉冲星、超新星遗迹以及球状星团 X 射线的性质、能谱、辐射流时变量的结构方面，都有许多新进展。

尽管天文卫星在空间探测中取得很大成就，但由于卫星的体积、重量、功率等方面的局限性，观测仪器不能做得很大，探测精度也不够高， 因此，很多宇宙现象尚未发现。然而，空间城建设后，情况便大为改观。空间天文观测站配备了最现代化的天文观测设备，由于它们的尺寸很大，需由航天飞机分批将部件送至轨道。然后在站内组装而成。这些大型设备扩大了收集辐射能的面积，提高了观测仪器的灵敏度和角分辨率。比如，配备的一台远红外谱段观测望远镜，其上装有口径为 30 米的

大型可展开反射镜，它的衍射极限波长低于 30 微米，可接近或超过地球上最大的光学望远镜的角分辨率。利用这样一种反射镜拍摄行星、恒星和星系的高分辨率红外图象，可与历来其它波段范围内摄得的图象相媲美。

空间天文观测站还将装备一台孔径 100 米大小的硬 X 射线成像设备，用于研究能量从 10 千电子伏至 2 兆电子伏的 X 射线。其集波面积大约为地面的高级 X 射线天文物理设备的 100 倍。它可探测光线极微弱的天体，如遥远星系中的恒星爆发，也能对较亮的天体进行高频谱分辨率的观测，还能研究辐射出的气体成分、温度和运动的 X 射线特征。在站上，几个方向同时分别装有大型空间望远镜，组成了观测群，可在紫外、可见光、红外谱段范围使用，其灵敏度达到“哈勃”空间望远镜的 100 倍，其角分辨率和频谱分辨率都极佳，可详细研究遥远星系和行星。

此外，空间天文观测站运行的轨道上，依靠航天员安装的一组直径30 米以上的射电望远镜，构成了甚长基线阵列，用来观测射电源，并把射电信号传输到空间天文观测站。这样就能对银河系中心靠近黑洞处的天文现象进行观测，并能拍摄尺寸非常大、质量相当好的黑洞图象。

空间天文观测站，由于观测设备接收的信息量非常大，就需要配备高速传输和贮存的设备。为此，安装了一台高速存取的大型数据存贮器， 容量高达 1000 亿比特，并用超大型计算机对数据进行初步分析，再将分析结果传送至地球。

宇宙经过了几十亿年的演化才变成今天这个样子。难道世界上还有比人到太空去解开宇宙之谜更为伟大的吗？空间天文观测站的科学工作者，将在那里研究人们普遍关注的一些问题。比如，是什么样的自然规律在支配着宇宙的产生和演化？恒星与行星是如何形成的？太阳系中的

太阳、行星及其卫星和一些小天体是怎样形成的？又是怎样演变的？太阳的能量是怎样从内层穿透过外层流到行星际空间的等等。这些问题一旦求得解答，就会大大促进人类对宇宙的了解。不过，要解决这些问题， 需要经过全人类世世代代的共同努力，由于空间科学的迅猛发展，人们坚信这一进程会大大加快。