繼哈勃之后：這臺加拿大望遠鏡可以填補未來的“紫外線空白”

CASTOR 團隊很快將尋求資金支持，為2029 年計劃中的發射做準備。

加拿大 CASTOR 望遠鏡（即用于光學和紫外線研究的宇宙學高級巡天望遠鏡）的設計圖。

(圖片來源：CASTOR 團隊）

從地球表面看不到紫外線宇宙，我們所看到的大部分都來自一個軌道天文臺，而這個天文臺可能在短短幾年內就會退役。

哈勃太空望遠鏡狀況依舊良好，可能會持續到 2030 年代，但是它正逐漸被拖回地球大氣層。自 2009 年以來，即國家航空航天局（NASA）航天飛機艦隊退役前兩年，還沒有任何航天器能夠造訪哈勃。目前已有再次翻新哈勃的早期計劃，可能會使用 SpaceX 的 "龍 "運載火箭。但與此同時，哈勃最終的退役可能會留下一個巨大的缺口。

哈勃視力敏銳，具備紫外線視野。地球的大氣層阻擋了大部分紫外線，因此需要一臺太空望遠鏡，才能真正觀測到天文學家想通過這些波長觀測的年輕、炙熱的恒星--或是正在成長的黑洞，又或是深空中的爆炸。(現在在航天器上也有其他的紫外線望遠鏡，但它們的任務往往很有局限，不像哈勃那樣可以橫跨整個宇宙）。

因此，一個由 100 名天文學家組成的團隊認為，現在是時候為 2029 年飛行的新型紫外線望遠鏡提供資金了。設計已就緒，國際合作伙伴和工業合作伙伴也已排好隊。但是，加拿大政府必須承諾為CASTOR望遠鏡下一階段的實施提供資金支持，加拿大天文學界在 2020 年 12 月發布的上一份規劃報告中將此視為重中之重。

加拿大天文學會（CACSA）主席、安大略西部大學（Western University）天體物理學家薩拉-加拉格爾（Sarah Gallagher）說：“哈勃已經快 30 歲了，它是一個了不起的主力，但它不會永遠存在。”

加拉格爾告訴太空網，“基于我們所做的所有工作，我們現在的處境真的很好，我們選擇量身定制要求，使其真正適合這個利基市場。從科學角度來說，這著實令人興奮?！?/p>

CASTOR 是 "用于光學和紫外線研究的宇宙學高級巡天望遠鏡"（Cosmological Advanced Survey Telescope for Optical and UV Research）的縮寫。計劃中的這個 3 英尺寬（1 米）的天文臺是新一代望遠鏡的一部分，它將大量功能裝進一個小包裝中。只需花費約 3.5 億美元（4.8 億加元）--大約相當于哈勃望遠鏡的年平均成本，還不包括五次航天飛機維修任務。(根據國家航空航天局（NASA）上個月更新的數據，哈勃望遠鏡自 1977 年開始研發以來，按定值美元計算，總成本約為 160 億美元）。

加拿大天文學家希望領導這架預計飛行高度約為 500 英里（800 公里）的地球軌道望遠鏡，其高度是國際空間站（ISS）的兩倍。加拿大將承擔大約 60% 的費用（3 億加元），其余部分將由國際合作伙伴提供。霍尼韋爾（Honeywell）、ABB 和麥哲倫（Magellan）等加拿大大公司或分公司已準備好在接到要求時開始工作。英國航天局、國家航空航天局噴氣推進實驗室以及、西班牙、以色列等國的航天部門都希望參與其中，發射臺可能設在印度或韓國。

哈勃太空望遠鏡在地球軌道上盤旋的圖像。(圖片來源：國家航空航天局）

加拿大議會目前正在制定將于春季公布的 2024 年度預算，目前議會正在審議是否進行資助。CASTOR 團隊在 8 月份提交的一份預算前文件中稱，這項任務將 "鞏固加拿大在天文學領域的全球領導地位"，并使加拿大在數十年的研究和對其他重大努力的貢獻之后，終于第一次領導了一個國際天文學項目。這也是一個龐大的研究團隊：加拿大航天局（CSA）、加拿大國家研究委員會、加拿大天文學會以及該國多所大學代表都參與其中。

順便提一句，加拿大是一個以精明著稱的國家，全國僅 4000 萬人口，用著有限的稅款在太空下注。自 1984 年以來，Canadarm 機械臂系列已經為加拿大贏得了宇航員席位；僅 2023 年一年，國家航空航天局就因此承諾，會將加拿大航天局宇航員杰里米-漢森（Jeremy Hansen）送上月球執行阿耳特彌斯 2 號任務，同時還承諾為加拿大航天局宇航員詹妮-吉本斯（Jenni Gibbons）提供后備資金。CSA 的宇航員喬希-庫特拉克（Josh Kutryk）也將于 2025 年飛往國際空間站。

哈勃太空望遠鏡研究了兩個引人注目的行星狀星云：蝴蝶星云和另一個類似寶石蟲的星云。(圖片來源：NASA、ESA 和 J. Kastner（RIT）

今年還發布了一系列其他太空公告。其中包括承諾更新加拿大的發射規則，以支持商業火箭。加拿大還承諾會提供資金，延長和更新雷達衛星地球觀測系列，該系列長期以來對軍事和氣候變化觀測至關重要。加拿大甚至承諾將提供新的 "月球多功能車"，以支持阿耳特彌斯計劃的登月宇航員，并繼續資助將于 2026 年發射的小型漫游車。(該漫游車的科學團隊由西部大學教授戈登-奧辛斯基（Gordon Osinski）領導，他經常為國家航空航天局（NASA）和航天局（CSA）的宇航員講授地質學知識，一些宇航員還和他一起前往地球上的偏遠地區探險）。

雖然 CASTOR 的反射鏡比哈勃小，但探測器可以用光學和紫外線觀測到更廣闊的天空。例如，在紫外線下立刻觀測到大片天空，將使天文學家能夠關注宇宙中迅速變化的部分：“這些通常都是非常令人興奮的，比如物質爆炸。我們喜歡宇宙爆炸。”加拉格爾說，“快速探測到這種爆炸能使強大的地面儀器（如尋找引力波的 LIGO）跟進這些發現?！?/p>

此外，在大范圍內研究紫外線波長還能使 CASTOR 與天文學家正在進行的另外兩項大范圍任務相輔相成。航天局的歐幾里德望遠鏡于今年 7 月發射升空，目前已經開始提供光學和近紅外圖像。2027 年，宇航局尋找紅外線的南希-格蕾絲-羅曼太空望遠鏡將跟隨歐幾里得到達拉格朗日點 2。這是一個引力穩定的軌道，距離我們一百萬英里（150 萬公里），位于太陽的另一側?！?/p>

加拉格爾表示，如果這三臺望遠鏡能夠在2029年歐幾里得的主要任務到期之前實時合作，那將是最理想的——當然，如果需要的話，CASTOR可以在事后跟進歐幾里得的工作。

她還說道：“CASTOR、歐幾里得和羅曼望遠鏡的美妙之處在于，它們分別聚焦于不同部分、不同顏色，因此將它們三者結合在一起，效果會更好，因為你能獲得更多的信息?！彼€表示："紫外線視圖將提供關于星系種群（老恒星與年輕恒星）或由黑洞驅動的類星體來源的額外信息。”

加拉格爾繼續說道：“我尤為感興趣的是，這些物體會隨著時間的推移而發生變化。因此，如果回到過去，一遍又一遍地重訪，看到它們變得稍亮一些......就可以發現它們是如何隨著顏色的變化而變化的。這可以讓你了解為黑洞提供營養的系統的整體結構。”

第 0 階段，即望遠鏡的任務分析和確定階段，已于 7 月份完成，CASTOR 團隊一直忙于為其提交預算收集支持。他們咨詢了多國會議員。13 所不同大學的研究院副院長以及加拿大物理學家協會都發來了支持信。加拉格爾本人在今年秋天舉行的年度太空會議上會見了加拿大各地的代表，繼續討論資金問題。

電磁頻譜圖。(圖片來源：蓋蒂圖片社）

- 哈勃太空望遠鏡： 圖片、事實和歷史

- 加拿大航天局： Canadarm、Artemis 2 月球任務和宇航員

- 什么是南希-格蕾絲-羅曼太空望遠鏡？

加拉格爾說，“這是一個經過充分研究的項目。很多技術風險都已消除。這一科學案例十分令人興奮。這就是為什么我們能夠讓這些合作伙伴加入進來?！辈贿^她也承認，還不能保證一定能為此研究獲得資金。

“老實說，與我們交談過的每個人都對此感到十分興奮。不過這也是一個艱難的預算周期，我們意識到還有很多重要的事情要優先完成。但我認為，加拿大確實能在這項研究中成為令人興奮的世界級任務的領導者，有可能在所有不同領域培養和激勵下一代，這真的是太棒了。”

BY: Elizabeth Howell

FY: 33

如有相關內容侵權，請在作品發布后聯系作者刪除

轉載還請取得授權，并注意保持完整性和注明出處

來源: 天文在線