上個(gè)世紀(jì)的蘇聯(lián)，曾經(jīng)是世界第一的航天強(qiáng)國(guó)，就連美國(guó)都屈居第二。蘇聯(lián)曾經(jīng)提出若干建設(shè)大型太空望遠(yuǎn)鏡的設(shè)想，以期更多地了解宇宙的秘密，然而隨著國(guó)家的動(dòng)蕩瓦解，這些計(jì)劃也都或多或少的被擱置或者被消減，雖然其中有部分在俄羅斯度過(guò)經(jīng)濟(jì)動(dòng)蕩時(shí)期之后得到重啟，但是曾經(jīng)的優(yōu)勢(shì)已不復(fù)存在。

今天，我們就來(lái)認(rèn)識(shí)一下那些命運(yùn)多舛的太空望遠(yuǎn)鏡：蘇聯(lián)的“斯皮卡”（Spika）紫外望遠(yuǎn)鏡，以及在1980年代末期由蘇聯(lián)提出、后由俄羅斯實(shí)現(xiàn)的3大“偉大的觀測(cè)臺(tái)”計(jì)劃：“頻譜-射電”號(hào)、“頻譜-X射線”號(hào)和“頻譜-紫外”號(hào)太空望遠(yuǎn)鏡。

作者 | 《衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò)》特約專欄作者 劉進(jìn)軍

1983年3月，蘇聯(lián)發(fā)射了與法國(guó)合作開(kāi)發(fā)的太空天文觀測(cè)臺(tái)——“斯皮卡”（Spika）。這架太空望遠(yuǎn)鏡載有一臺(tái)紫外望遠(yuǎn)鏡，主鏡直徑為0.8米。蘇聯(lián)的天文衛(wèi)星項(xiàng)目由克里米亞天文物理觀測(cè)站負(fù)責(zé)人安德烈·塞佛尼領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)。塞佛尼和他的同事博亞爾丘克和格拉尼斯奇將太空天文觀測(cè)項(xiàng)目整合到所有開(kāi)發(fā)階段。

蝴蝶星云

“斯皮卡”項(xiàng)目主要承包商拉沃契金設(shè)計(jì)局首席設(shè)計(jì)師維恰斯拉夫·庫(kù)沃圖恩科持懷疑態(tài)度。拉沃契金設(shè)計(jì)局經(jīng)常在科學(xué)界詆毀天文衛(wèi)星項(xiàng)目計(jì)劃。塞佛尼知道幾個(gè)人干不過(guò)蘇聯(lián)最著名的設(shè)計(jì)局。他想了一個(gè)妙招：向蘇聯(lián)共產(chǎn)黨中央委員會(huì)寫一封游說(shuō)信，講述天文衛(wèi)星和宇宙探索的偉大意義、前景和影響。果然，這招一擊致命，基本上迫使庫(kù)沃圖恩科遵守計(jì)劃，老老實(shí)實(shí)地研制“斯皮卡”太空望遠(yuǎn)鏡。

非常幸運(yùn)的是，“斯皮卡”太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到了壯觀的1987A號(hào)超新星的爆發(fā)，舉世聞名、意義重大。不幸的是，“斯皮卡”號(hào)的科學(xué)有效性受到克里米亞半島葉夫帕托里亞地區(qū)單一地面接收天線數(shù)量的限制。結(jié)果，來(lái)自“斯皮卡”號(hào)的科學(xué)數(shù)據(jù)被主要來(lái)自西方“國(guó)際紫外線”探測(cè)器的數(shù)據(jù)淹沒(méi)了，這讓蘇聯(lián)科學(xué)家非常沮喪。

“國(guó)際紫外線”探測(cè)器由位于美國(guó)哥達(dá)德太空飛行中心的一對(duì)地面天線和位于西班牙的“維拉·弗蘭卡”天線支持。來(lái)自太空觀測(cè)站的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在一個(gè)集中的檔案中。世界各地的科學(xué)家更容易獲得來(lái)自蘇聯(lián)航天器的信息。

螺旋星系

1989年6月，“斯皮卡”號(hào)停止了積極的行動(dòng)。

太空鉆戒——Arp 147星系

“頻譜-射電”(Spektr-R)太空望遠(yuǎn)鏡,也稱為“頻譜-射電”天文臺(tái)，由俄羅斯太空天文中心開(kāi)發(fā)，俄羅斯拉沃奇金科研生產(chǎn)聯(lián)合體研制。它是俄羅斯第一個(gè)天體物理學(xué)航天器，也是第一顆太空望遠(yuǎn)鏡?！邦l譜-射電”太空望遠(yuǎn)鏡主要工作是以超高分辨率的射電天體物理觀測(cè)河外星系,以及研究近地和行星際等離子體的特性。

“頻譜-射電”太空望遠(yuǎn)鏡的偉大設(shè)想可以追溯到1980 年代初。當(dāng)年，蘇聯(lián)是世界上發(fā)射火箭、衛(wèi)星、飛船、空間站、太空探測(cè)器等航天器最多的國(guó)家，占世界總發(fā)射量的70%，但軍事衛(wèi)星占70%以上。

天文學(xué)家認(rèn)為：宇宙探索是世界上最偉大的科學(xué)任務(wù)，比那些毫無(wú)科學(xué)價(jià)值的軍事衛(wèi)星更有意義，對(duì)人類貢獻(xiàn)更大。但是卻遭到當(dāng)時(shí)政府的拒絕。

過(guò)了沒(méi)有幾年，蘇聯(lián)解體，太空射電望遠(yuǎn)鏡的事自然再也沒(méi)有人提起。十多年后，俄羅斯經(jīng)濟(jì)稍有恢復(fù)，天文科學(xué)家又提議建造太空射電望遠(yuǎn)鏡。

2002年，俄羅斯科學(xué)院給了天體物理學(xué)的先鋒——“頻譜-射電”太空望遠(yuǎn)鏡最高優(yōu)先級(jí)。它的發(fā)射計(jì)劃定為2004年～2006年，不遲于2007年，預(yù)計(jì)在2008年擊敗美國(guó)和日本的類似任務(wù)。由于俄羅斯航天工業(yè)的技術(shù)和組織問(wèn)題嚴(yán)重，研發(fā)資金也時(shí)有時(shí)無(wú)，直到2011年，“頻譜-射電”太空望遠(yuǎn)鏡仍無(wú)法到達(dá)發(fā)射臺(tái)。

“頻譜-射電”太空望遠(yuǎn)鏡的主要目標(biāo)是研究銀河系內(nèi)外輻射源的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)。這項(xiàng)研究將有助于了解天體物理學(xué)和宇宙學(xué)的基本問(wèn)題，包括星系的結(jié)構(gòu)、恒星的形成、黑洞、暗物質(zhì)和星際空間。

當(dāng)“頻譜-射電”太空望遠(yuǎn)鏡被放置在太空中，它有可能與地面的天線聯(lián)合偵測(cè)，形成一個(gè)巨大的虛擬望遠(yuǎn)鏡。這個(gè)很有吸引力！俄羅斯專家預(yù)計(jì)：澳大利亞、智利、中國(guó)、歐洲、印度、日本、韓國(guó)、墨西哥、白俄羅斯、南非、烏克蘭和美國(guó)的地面天文望遠(yuǎn)鏡都將加入“頻譜-射電”太空望遠(yuǎn)鏡的行列，采用一種稱為甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量技術(shù)，進(jìn)行最詳細(xì)的天文觀察。

“頻譜-射電”太空望遠(yuǎn)鏡像所有太空望遠(yuǎn)鏡一樣，圍繞標(biāo)準(zhǔn)“導(dǎo)航器”衛(wèi)星平臺(tái)構(gòu)建。這個(gè)帶有大型射電望遠(yuǎn)鏡天線的“導(dǎo)航器”衛(wèi)星平臺(tái)，為太空望遠(yuǎn)鏡提供所有飛行控制和電源功能。望遠(yuǎn)鏡的科學(xué)儀器包裝在2個(gè)容器中。這兩個(gè)容器在天線和“導(dǎo)航器”衛(wèi)星平臺(tái)之間。

“頻譜-射電”太空望遠(yuǎn)鏡

“頻譜-射電”太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)射重量3660千克，科學(xué)儀器重量2500千克；它有一個(gè)直徑10米的天線，像一支雨傘。它分為3個(gè)部分，每個(gè)部分有9個(gè)碳纖維“花瓣”組成，“花瓣”圍繞著直徑為3米的固體支架。當(dāng)打開(kāi)天線時(shí)，望遠(yuǎn)鏡的反射鏡必須保持其位置在預(yù)定曲線的兩毫米內(nèi)仰望和掃描太空。10米射電望遠(yuǎn)鏡將以4個(gè)不同頻段的無(wú)線電波工作，可以同時(shí)聽(tīng)到2個(gè)頻率的無(wú)線電波源。

在折疊位置，天線由特殊的彈簧加載環(huán)固定在適當(dāng)位置。彈簧加載環(huán)剛好位于焦點(diǎn)容器的下方，并且每個(gè)“花瓣”配備有一個(gè)特殊的鉤子，球形尖端裝配在環(huán)的鎖中。

“頻譜-射電”太空望遠(yuǎn)鏡參數(shù)

怎樣打開(kāi)天線呢？當(dāng)激活3個(gè)裝有炸藥的爆炸螺栓時(shí)，固定環(huán)將被彈簧向上推開(kāi)，并釋放和打開(kāi)“花瓣”。每個(gè)花瓣按順序打開(kāi)，整個(gè)過(guò)程大約需要持續(xù)2小時(shí)。

天線部署順序具有2種不同的模式：一種是標(biāo)稱部署，施加600千克的載荷；一種是緊急部署，在出現(xiàn)問(wèn)題的情況下，施加1200千克的載荷，以打開(kāi)“花瓣”。當(dāng)接近完成打開(kāi)過(guò)程，一個(gè)特殊的傳感器將確認(rèn)“花瓣”是否達(dá)到永久固定的位置。然后，打開(kāi)機(jī)構(gòu)將傳遞用于展開(kāi)的最終推動(dòng)，觸發(fā)用于將“花瓣”固定在操作位置的信號(hào)。

根據(jù)設(shè)計(jì)，“頻譜-射電”號(hào)一旦打開(kāi)，“花瓣”將通過(guò)其邊緣的特殊針腳相互鎖定，單個(gè)“花瓣”之間沒(méi)有聯(lián)系。

“花瓣”框架由碳纖維管制成。碳纖維管表面覆蓋有包括碳纖維薄膜與鋁蜂窩結(jié)合的3層組合物?！盎ò辍钡谋砻婵梢栽诎l(fā)射之前通過(guò)45個(gè)特殊螺絲，在僅7毫米的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。

桁架作為射電望遠(yuǎn)鏡的基本結(jié)構(gòu)元件，是由鋁合金制成的圓柱形肋結(jié)構(gòu)。它攜帶所有的花瓣、中央鏡、焦點(diǎn)容器的6個(gè)支撐腿和所有展開(kāi)設(shè)備。此外，星形傳感器也連接到桁架，以減少熱變形的影響。

天線與“花瓣”

根據(jù)任務(wù)要求，天線的主表面不應(yīng)暴露于陽(yáng)光下。為此，科學(xué)家設(shè)計(jì)了覆蓋反射鏡表面的薄鋁涂層，以使其具有98%的反射率。為了減少天線的熱變形，花瓣框架的管子將采用50℃的特殊加熱元件保持溫度。每個(gè)“花瓣”具有沿其長(zhǎng)度均勻分布的11個(gè)加熱器。在背面，“花瓣”的熱隔離屏蔽多達(dá)50層。

焦點(diǎn)容器高于主天線盤。它由碳復(fù)合材料制成，有特殊的6腿支撐。它容納了望遠(yuǎn)鏡的所有無(wú)線電接收器。附著在焦點(diǎn)容器上的特殊遮陽(yáng)棚，會(huì)保持焦點(diǎn)容器的敏感系統(tǒng)足夠冷卻，以便操作。

為了保持與地面控制接觸長(zhǎng)達(dá)34萬(wàn)千米，具有1.5米直徑碳纖維盤的高增益天線通過(guò)稱為VIRK的專用可伸縮懸臂，安裝在導(dǎo)航平臺(tái)的底側(cè)。天線在2個(gè)方向上發(fā)送數(shù)據(jù)，并且用于幫助同步望遠(yuǎn)鏡與地面的頻率。此外，導(dǎo)航器上還安裝了幾個(gè)較小的低增益天線。

“頻譜-射電”號(hào)將接收來(lái)自一對(duì)太陽(yáng)能帆板的電力。這些太陽(yáng)能帆板可以圍繞單個(gè)軸線旋轉(zhuǎn)，以最大化接收太陽(yáng)的陽(yáng)光。這些太陽(yáng)能帆板由位于熱列茲諾戈?duì)査箍说牧猩崽啬蛐畔⑿l(wèi)星系統(tǒng)公司開(kāi)發(fā)，由位于克拉斯諾達(dá)爾的留里卡-土星設(shè)計(jì)局提供光伏元件。

為了確定太空望遠(yuǎn)鏡位于正中間的位置，“頻譜-射電”號(hào)配備了3個(gè)星形傳感器。在任務(wù)期間，飛行控制器具有保持太空望遠(yuǎn)鏡在太空中的正確和精確位置，以抵消來(lái)自太陽(yáng)風(fēng)的強(qiáng)烈壓力的挑戰(zhàn)性任務(wù)。另外，還有一個(gè)特殊的反應(yīng)輪系統(tǒng)被用來(lái)進(jìn)行“頻譜-射電”號(hào)的姿態(tài)控制。

俄羅斯的列別捷夫物理研究所、天文航天中心、俄羅斯科學(xué)院的科學(xué)家參與了“頻譜-射電”太空望遠(yuǎn)鏡的研究建設(shè)工作。

此外，“頻譜-射電”太空望遠(yuǎn)鏡還是一個(gè)國(guó)際化的高科技精密儀器。它裝載了國(guó)際團(tuán)隊(duì)的多種科學(xué)儀器：印度的星載紫外頻譜儀、澳大利亞的無(wú)線電接收機(jī)、歐空局提供的巨型天線，荷蘭提供真空設(shè)備的力學(xué)試驗(yàn)室、瑞士納沙泰爾天文臺(tái)提供的超高精度銣時(shí)鐘……

“頻譜-射電”太空望遠(yuǎn)鏡測(cè)試

2011年7月18日2時(shí)23分，“天頂-巡洋艦”火箭搭載“頻譜-射電”太空望遠(yuǎn)鏡，從拜科努爾航天中心發(fā)射升空?！邦l譜-射電”號(hào)進(jìn)入近地點(diǎn)10651.6千米，遠(yuǎn)地點(diǎn)338541.5千米，軌道傾角42.46°，軌道周期12769.93分鐘，平均運(yùn)動(dòng)0.1126轉(zhuǎn)/天的大橢圓軌道，這將確保衛(wèi)星在運(yùn)行軌道至少9年，并將永遠(yuǎn)不會(huì)在地球的陰影超過(guò)2個(gè)小時(shí)。     

“頻譜-射電”號(hào)34萬(wàn)千米遠(yuǎn)地點(diǎn)與38萬(wàn)千米的月球軌道相近，這將在很多方面考驗(yàn)俄羅斯飛行控制人員對(duì)于深太空任務(wù)的技術(shù)和智慧。由于月球的引力，“頻譜-射電”號(hào)的軌道預(yù)計(jì)以3年為周期來(lái)回漂移。這種漂移會(huì)大大擴(kuò)展“頻譜-射電”號(hào)望遠(yuǎn)鏡的視野。據(jù)估計(jì)，“頻譜-射電”號(hào)在一個(gè)點(diǎn)或其他點(diǎn)，將“查看”高達(dá)80%的潛在目標(biāo)。

“頻譜-射電”號(hào)計(jì)劃在軌道上最初的45天內(nèi)，通過(guò)工程調(diào)試，包括部署主要天線，各種系統(tǒng)檢查和通信測(cè)試。其次是科學(xué)調(diào)試測(cè)試。天文學(xué)家希望從“頻譜-射電”號(hào)接收到第一個(gè)科學(xué)信息。如果一切按計(jì)劃進(jìn)行，在未來(lái)3～6個(gè)月內(nèi)，“頻譜-射電”號(hào)將進(jìn)行初步的科學(xué)觀察。據(jù)預(yù)計(jì)，在每一個(gè)為期8天的軌道，“頻譜-射電”號(hào)至少7天在致力于科學(xué)觀察。      

專家預(yù)測(cè)“頻譜-射電”號(hào)的實(shí)際壽命，軌道衰減約9年，影響其壽命的主要原因是“頻譜-射電”號(hào)穿越地球輻射帶期間，宇宙輻射的破壞作用。當(dāng)結(jié)束生命時(shí)，“頻譜-射電”號(hào)將再入地球大氣層，在烈火和呼嘯中粉身碎骨。

當(dāng)“頻譜-射電”太空望遠(yuǎn)鏡升空，位于俄羅斯普希諾天文臺(tái)22米“RT-22”射電望遠(yuǎn)鏡參加主要跟蹤任務(wù)。莫斯科熊湖附近的Medvezhi Ozera地面站、俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)的Ussuriysk地面站將負(fù)責(zé)這次任務(wù)的飛行控制。在阿雷西博、Badary、斯伯格、GBT、Noto、Svetloe等處的地面望遠(yuǎn)鏡與Zelenchukskaya的“RATAN-600”射電望遠(yuǎn)鏡有望參加頻譜-射電”太空望遠(yuǎn)鏡的聯(lián)合觀測(cè)。

經(jīng)歷了30多年的歷史災(zāi)難、經(jīng)濟(jì)問(wèn)題等阻礙后，俄羅斯“頻譜-射電”太空望遠(yuǎn)鏡終于成功進(jìn)入軌道。截至2016年2月24日23時(shí)21分29秒，“頻譜-射電”號(hào)已經(jīng)環(huán)繞軌道飛行了197圈。它為俄羅斯打開(kāi)了一個(gè)嶄新的宇宙！

“頻譜-X射線”（Spektr-RG）號(hào)太空望遠(yuǎn)鏡由俄羅斯太空天文中心開(kāi)發(fā)，俄羅斯拉沃奇金科研生產(chǎn)聯(lián)合體研制。

“頻譜-X射線”號(hào)太空望遠(yuǎn)鏡

最初，“頻譜-X射線”號(hào)太空望遠(yuǎn)鏡的概念在1987年的科學(xué)研討會(huì)上制定的?？茖W(xué)研討會(huì)認(rèn)為：蘇聯(lián)發(fā)射世界上第一顆人造衛(wèi)星30周年，現(xiàn)在也應(yīng)該研制一架超時(shí)空的太空望遠(yuǎn)鏡，讓蘇聯(lián)的科學(xué)永遠(yuǎn)走在世界的最前列。

“頻譜-X射線”號(hào)太空望遠(yuǎn)鏡將擴(kuò)大X射線天文學(xué)的視野，它完全可以成為蘇聯(lián)和全世界天文學(xué)家觀測(cè)宇宙的主要窗口。然而，蘇聯(lián)不久就分崩離析，導(dǎo)致該項(xiàng)目擱淺。隨后，俄羅斯過(guò)渡時(shí)期的經(jīng)濟(jì)風(fēng)暴，也不斷拖延著“頻譜-X射線”號(hào)太空望遠(yuǎn)鏡的進(jìn)展。

1990年代中期，“頻譜-X射線”號(hào)太空望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃重新啟動(dòng)，涉及到十分廣泛的國(guó)際合作，包括來(lái)自丹麥、英國(guó)、德國(guó)、意大利、美國(guó)、芬蘭、瑞士、以色列、匈牙利、吉爾吉斯斯坦、加拿大和土耳其等20多個(gè)國(guó)家和組織。

按照計(jì)劃，這架6噸重的太空望遠(yuǎn)鏡將攜帶2750千克科學(xué)儀器，包括5架望遠(yuǎn)鏡：SODART、JET-X、MART-LIME、FUVITA和TAUVEX，以及對(duì)X射線和伽馬輻射敏感的全天空監(jiān)視器（MOXE）。由“質(zhì)子”火箭將其運(yùn)載到近地點(diǎn)500千米，向軌道傾斜51.6°的橢圓軌道上。在那里，“頻譜-X射線”號(hào)可以一次工作長(zhǎng)達(dá)80小時(shí)，而沒(méi)有地球輻射帶的干擾?！邦l譜-X射線”號(hào)需要4天才能完成一個(gè)單軌道，每天可以指向多達(dá)10個(gè)不同的目標(biāo)。

除了極大的政治壓力，財(cái)政困難的俄羅斯政府最終未能為該項(xiàng)目提供資金，項(xiàng)目啟動(dòng)日期從1996年到1997年、1998年、1999年，又到2000年、2002年和2003年，直到最終在2002年2月宣布項(xiàng)目計(jì)劃停止。

隨著21世紀(jì)頭十年俄羅斯財(cái)政狀況的改善，“頻譜-X射線”號(hào)重新作為一個(gè)更小、更便宜的項(xiàng)目，被列入俄羅斯太空天文臺(tái)發(fā)射的最高優(yōu)先級(jí)計(jì)劃，被安排到“頻譜-射電”太空望遠(yuǎn)鏡的后面。

2005年，俄羅斯宇航局與歐空局開(kāi)始討論在“頻譜-X射線”號(hào)上安裝歐洲儀器的可能性，包括德國(guó)的擴(kuò)展調(diào)查與成像望遠(yuǎn)鏡和英國(guó)“龍蝦眼”全天空X射線監(jiān)視器（最初，這2種儀器被考慮安裝在國(guó)際空間站的歐洲“哥倫布”艙段上，然而，國(guó)際空間站周圍環(huán)境容易污染敏感光學(xué)器件，而美國(guó)航天飛機(jī)計(jì)劃的過(guò)早消亡，均使這些計(jì)劃失?。?/span>。然而最終，由于英國(guó)缺乏資金，“龍蝦眼”從項(xiàng)目中刪除。

2012年，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次變化和修改，“頻譜-X射線”號(hào)似乎定型了。它的發(fā)射重量2647 千克，凈重2267千克，推進(jìn)劑重量大約360千克，科學(xué)儀器重量1100千克；采用“導(dǎo)航器”衛(wèi)星平臺(tái)；2片太陽(yáng)能帆板和電池，電力700瓦；設(shè)計(jì)壽命7.5年。

根據(jù)初步計(jì)劃，“頻譜-X射線”號(hào)太空望遠(yuǎn)鏡將由“天頂-2/巡洋艦-SB”火箭攜帶進(jìn)入近地點(diǎn)為491千米，最遠(yuǎn)地點(diǎn)為41.1490萬(wàn)千米，向赤道傾斜51.4°的橢圓軌道。在那里，“頻譜-X射線”號(hào)將使用自己的推進(jìn)系統(tǒng)并利用月球的重力拉力，以在地球和太陽(yáng)之間的“拉格朗日-L2”點(diǎn)軌道運(yùn)行?！邦l譜-X射線”號(hào)可能是第一個(gè)到達(dá)任何“拉格朗日”點(diǎn)的俄羅斯航天器。這被認(rèn)為對(duì)新一代科學(xué)任務(wù)具有巨大的潛力。

“頻譜-X射線”號(hào)的望遠(yuǎn)鏡

2012年9月18日發(fā)布的“頻譜-X射線”號(hào)太空望遠(yuǎn)鏡的全尺寸模型

“頻譜-X射線”號(hào)的有效荷載包括：位于德國(guó)慕尼黑的馬克斯·普朗克研究所開(kāi)發(fā)的擴(kuò)展調(diào)查與成像望遠(yuǎn)鏡，重量810千克；位于俄羅斯薩哈羅夫市的核研究中心開(kāi)發(fā)的“ART-XC”掩碼望遠(yuǎn)鏡，重量350千克。

盡管只有2臺(tái)科學(xué)儀器，“頻譜-X射線”號(hào)卻擁有高能天體物理領(lǐng)域的革命性數(shù)據(jù)。以前的X射線望遠(yuǎn)鏡，如歐洲“牛頓”X射線望遠(yuǎn)鏡和美國(guó)宇航局的“錢德拉”X射線望遠(yuǎn)鏡，只配備儀器與狹窄的視角。而配備了德國(guó)的擴(kuò)展調(diào)查與成像望遠(yuǎn)鏡和俄羅斯的“ART-XC”掩碼望遠(yuǎn)鏡的“頻譜-X射線”號(hào)可以用于捕捉全球地圖上的X射線源。根據(jù)俄羅斯太空研究所所長(zhǎng)米哈伊爾·帕維林思琪計(jì)算：“頻譜-X射線”號(hào)將提供靈敏度和探測(cè)深度比以前的科學(xué)儀器高30 倍。

“頻譜-X射線”號(hào)將產(chǎn)生一份X射線源目錄，形成了自宇宙形成以來(lái)的完整列表。例如，德國(guó)的擴(kuò)展調(diào)查與成像望遠(yuǎn)鏡將檢測(cè)令人難以置信的 10萬(wàn)個(gè)集群，是最大的已知天文實(shí)體受重力的宇宙中的星系的一個(gè)目標(biāo)。這種全面的調(diào)查將使衡量宇宙的演化，并計(jì)算關(guān)鍵的宇宙現(xiàn)象，如暗能量。此外，擴(kuò)展調(diào)查與成像望遠(yuǎn)鏡能夠檢測(cè)整個(gè)宇宙多達(dá) 70萬(wàn)顆恒星和 300 萬(wàn)個(gè)超大質(zhì)量黑洞。

“頻譜-X射線”號(hào)還可以窺見(jiàn)“暗物質(zhì)”的熱氣體的輻射，為這個(gè)神秘的物質(zhì)描繪宇宙各處分布地圖?！邦l譜-X射線”號(hào)預(yù)計(jì)將花四年進(jìn)行整個(gè)天空的全球調(diào)查報(bào)告，后三年則觀測(cè)極小的遠(yuǎn)程目標(biāo)，如單個(gè)星系。

2015年年底，“頻譜-X射線”號(hào)太空望遠(yuǎn)鏡的發(fā)射又從2017年第1季度推遲到 2017年9月25日。為了滿足這個(gè)發(fā)射日期，“頻譜-X射線”號(hào)必須將于2017年7月完成最后測(cè)試。2016年秋天，俄羅斯宇航局宣布“頻譜-X射線”號(hào)的最佳發(fā)射窗口是2017年12月18日～12月24日，而“頻譜-X射線”號(hào)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)則表示發(fā)射窗口是2018年3月1日～4月14日。

“頻譜-X射線”號(hào)究竟何時(shí)才能發(fā)射呢？在二者爭(zhēng)論不休時(shí)，發(fā)射窗口已然錯(cuò)過(guò)。最新消息，“頻譜-X射線”號(hào)太空射電望遠(yuǎn)鏡將于2019年搭乘烏克蘭“天頂-3F”火箭，從拜科努爾航天中心發(fā)射升空，讓我們拭目以待吧！

“頻譜-紫外”號(hào)太空望遠(yuǎn)鏡是一架紫外線觀測(cè)天文衛(wèi)星，由俄羅斯太空天文中心開(kāi)發(fā)，俄羅斯拉沃奇金科研生產(chǎn)聯(lián)合體研制，它將成為俄羅斯開(kāi)發(fā)的一系列大型軌道望遠(yuǎn)鏡中的第3架太空望遠(yuǎn)鏡。盡管它的物理尺寸比“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡小，但紫外線儀比“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡更敏感一個(gè)數(shù)量級(jí)。

“頻譜-紫外”太空望遠(yuǎn)鏡憑借紫外線視覺(jué)，可以了解星形和行星系統(tǒng)的形成，以及星際和星際介質(zhì)的宇宙學(xué)和化學(xué)演化。此外，“頻譜-紫外”號(hào)還能夠探測(cè)詭異和猛烈的紫外線，保護(hù)地球上的生命免受有害輻射。

由美國(guó)宇航局和歐空局資助的“詹姆斯·韋伯”太空望遠(yuǎn)鏡，計(jì)劃與“頻譜-紫外”太空望遠(yuǎn)鏡聯(lián)合飛行，聯(lián)合觀測(cè)?！绊f伯”太空望遠(yuǎn)鏡在紅外光譜范圍內(nèi)進(jìn)行觀測(cè)，留下紫外光觀測(cè)，由“頻譜-紫外”太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)和超越。

“頻譜-紫外”太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)射重量2840千克，科學(xué)儀器重量1600千克；長(zhǎng)度9.604 米，最大跨度17.05米；2片6聯(lián)太陽(yáng)能帆板和電池，電力750瓦；科學(xué)數(shù)據(jù)下行鏈路速率高達(dá)4兆字節(jié)；設(shè)計(jì)壽命7年。

“頻譜-紫外”號(hào)太空望遠(yuǎn)鏡

“頻譜-紫外”太空望遠(yuǎn)鏡搭載了一架俄羅斯制造的“T-170M”望遠(yuǎn)鏡，直徑為1.7米，視角0.5°，焦距17米?！癟-170M”望遠(yuǎn)鏡的前身是蘇聯(lián)造“T-170”望遠(yuǎn)鏡，一個(gè)更小、更輕的版本?！癟-170”望遠(yuǎn)鏡在蘇聯(lián)經(jīng)濟(jì)動(dòng)蕩之后從來(lái)沒(méi)有機(jī)會(huì)飛行。

“T-170M”望遠(yuǎn)鏡捕獲的光將被引導(dǎo)到3個(gè)光譜儀：高分辨率雙光譜儀，55000光譜102～320nm范圍內(nèi)；長(zhǎng)狹縫低分辨率光譜儀，光譜在102-320nm范圍內(nèi)；成像與無(wú)裂隙光譜儀，進(jìn)行天文物體的紫外和光衍射有限成像。長(zhǎng)狹縫低分辨率光譜儀包括3個(gè)通道：高靈敏度遠(yuǎn)紫外通道、遠(yuǎn)紫外通道和近紫外通道。

在任務(wù)的頭2年，“頻譜-紫外”號(hào)太空望遠(yuǎn)鏡將花費(fèi)40%的觀測(cè)時(shí)間用于俄羅斯科學(xué)委員會(huì)編制的“基本觀測(cè)程序”。它的一半觀測(cè)時(shí)間將在“頻譜-紫外”號(hào)項(xiàng)目成員國(guó)的天文學(xué)家之間分配，與他們國(guó)家的投資成比例。最后，剩余的10%觀測(cè)時(shí)間將用于“開(kāi)放”方案，以履行科學(xué)委員會(huì)在非參與方要求中選定的“未決”建議。

截至2011年，西班牙、德國(guó)和烏克蘭科學(xué)家參加這次任務(wù)。“頻譜-紫外”號(hào)的飛行控制和科學(xué)數(shù)據(jù)接收設(shè)施將部署在俄羅斯和西班牙。在2007年～2011年期間，哈薩克和俄羅斯的宇航官員討論了哈薩克斯坦可能建造的地面站，用于接收和處理來(lái)自“頻譜-紫外”號(hào)的數(shù)據(jù)，作為哈薩克斯坦對(duì)該項(xiàng)目的貢獻(xiàn)。

2012年，科學(xué)家正在組裝“頻譜-紫外”太空望遠(yuǎn)鏡

“頻譜-紫外”號(hào)太空望遠(yuǎn)鏡像大多數(shù)俄羅斯太空項(xiàng)目一樣，經(jīng)歷了由于資金問(wèn)題和俄羅斯太空計(jì)劃中不斷變化的優(yōu)先事項(xiàng)造成的痛苦、成見(jiàn)和延誤。

最終，俄羅斯天文學(xué)研究所所長(zhǎng)鮑里斯·舒特夫提出了小型化、少功能、早發(fā)射的建議。2003年左右，拉沃契金設(shè)計(jì)局大幅度降低“頻譜-射電”號(hào)的重量，并重新設(shè)計(jì)它的標(biāo)準(zhǔn)“導(dǎo)航器”衛(wèi)星平臺(tái)。這讓“頻譜-射電”號(hào)可以用比“質(zhì)子”號(hào)火箭更小、更便宜的火箭發(fā)射。

2004年，俄羅斯開(kāi)始投入資金，承諾在2008年將“頻譜-紫外”號(hào)發(fā)射到“拉格朗日-L2”點(diǎn)周圍的軌道上，在那里，“頻譜-紫外”號(hào)將避免恒定地穿過(guò)地球和行星的陰影，并且因此保持超精細(xì)光學(xué)器件沒(méi)有嚴(yán)重的溫度波動(dòng)。

但是，在“拉格朗日-L2”點(diǎn)的軌道上部署航天器，將需要一個(gè)以上的地面站來(lái)控制任務(wù)，這將不可避免地導(dǎo)致整個(gè)項(xiàng)目具有較高成本。

2006年，“頻譜-紫外”號(hào)計(jì)劃在2011年年底將搭乘“天頂-3M/巡洋艦-SB”火箭升空，進(jìn)入高度為35786千米，軌道傾角51.6°的地球同步圓形軌道，執(zhí)行為期10年的使命。另外，俄羅斯還在考慮采用更便宜的中國(guó)“長(zhǎng)征-3B”火箭。

2009年，俄羅斯宣布：“頻譜-紫外”號(hào)的發(fā)射任務(wù)最早2013年執(zhí)行，但關(guān)鍵硬件沒(méi)有準(zhǔn)備好，也沒(méi)有地面基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)測(cè)試這些系統(tǒng)。此外，德國(guó)無(wú)法為一對(duì)紫外光譜儀提供資金，導(dǎo)致項(xiàng)目沒(méi)有關(guān)鍵儀器。而當(dāng)時(shí)，“導(dǎo)航器”衛(wèi)星平臺(tái)的裝配預(yù)計(jì)到2010年才開(kāi)始。

2010年，“頻譜-紫外”號(hào)項(xiàng)目發(fā)射計(jì)劃再次推遲到2014年，甚至這個(gè)日期是根據(jù)最樂(lè)觀的情況估計(jì)。2011年5月，“頻譜-紫外”號(hào)宣布預(yù)計(jì)發(fā)射時(shí)間不遲于2014年年底。到2011年7月，俄羅斯宇航局新局長(zhǎng)弗拉基米爾·波波金說(shuō)：“頻譜-紫外”號(hào)有希望在2015年發(fā)射。2012年，俄羅斯宇航局下令為“頻譜-紫外”號(hào)制造“質(zhì)子-M/微風(fēng)-M”火箭，完成日期為2014年11月，從而改變了“天頂”火箭發(fā)射計(jì)劃。

2016年，拉沃契金設(shè)計(jì)局在組裝“頻譜-紫外”太空望遠(yuǎn)鏡的聚焦結(jié)構(gòu)

同年10月17日，拉沃契金設(shè)計(jì)局宣布：“頻譜-紫外”號(hào)已經(jīng)完成了天線系統(tǒng)的專用天線的測(cè)試，并進(jìn)行了“頻譜-紫外”號(hào)的靜態(tài)、振動(dòng)、熱控制系統(tǒng)和運(yùn)輸負(fù)載測(cè)試等。經(jīng)過(guò)多年的延遲，“T-170M”望遠(yuǎn)鏡的飛行版本也正在制造。

麻煩又來(lái)了！2014年，俄羅斯侵占烏克蘭的克里米亞，爆發(fā)俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)。“頻譜-紫外”號(hào)項(xiàng)目面臨俄羅斯與烏克蘭的沖突后的新障礙，盡管雙方的科學(xué)家更愿意繼續(xù)合作。

更重要的是，西方制裁影響了“頻譜-紫外”號(hào)關(guān)鍵部件的進(jìn)口?！邦l譜-紫外”號(hào)上的主光譜儀配備的紫外線探測(cè)器。由于俄羅斯缺乏這種技需要從位于英國(guó)的e2v公司購(gòu)買必要的硬件，而e2v公司又依賴美國(guó)的組件。

從1995年到2016年，“頻譜-紫外”號(hào)的發(fā)射重量從5870千克降到2800千克，有效載荷重量從2500千克降到1600千克；長(zhǎng)度從12.5米降到9.6米；運(yùn)行軌道從150萬(wàn)千米的“拉格朗日-L2”點(diǎn)改為51.6°的地球靜止軌道；設(shè)計(jì)壽命從10年變?yōu)?年；科學(xué)數(shù)據(jù)下行鏈路速率卻從2兆字節(jié)飛升到4兆字節(jié)。

“頻譜-紫外”號(hào)太空望遠(yuǎn)鏡在太空的假想圖

2016年8月，俄羅斯電視頻道發(fā)布：拉沃契金設(shè)計(jì)局為“頻譜-紫外”號(hào)定制“導(dǎo)航器”衛(wèi)星平臺(tái)和開(kāi)發(fā)“T-170M”望遠(yuǎn)鏡取得了良好進(jìn)展。然而，“頻譜-紫外”號(hào)的科學(xué)儀器的開(kāi)發(fā)中仍然存在許多問(wèn)題，到2021年能否發(fā)射仍然是一個(gè)謎。