郭紅鋒

雖然地球大氣層保護(hù)了地球上的生命，但也阻擋了絕大部分的天體輻射，使得人類在地面上并不能觀察到全部的宇宙信息。直到人類有了航天技術(shù)，科學(xué)家才能把各種儀器搭載到天文衛(wèi)星上發(fā)射到太空，去獲得更多的宇宙真相。天文衛(wèi)星（也稱軌道天文臺）按觀測目標(biāo)不同，分為太陽觀測衛(wèi)星和非太陽觀測衛(wèi)星;按所搭載儀器不同，又可分為紅外、紫外、X射線和γ射線等天文衛(wèi)星。

第一顆天文衛(wèi)星是美國在1960年發(fā)射的太陽輻射監(jiān)測衛(wèi)星（solrad-1），它測量到了太陽紫外線和X射線的輻射通量（即單位時間內(nèi)通過單位面積的輻射能量）。

美國在20世紀(jì)六七十年代還發(fā)射了3個系列的軌道觀測臺，即軌道太陽觀測臺（OSO）、軌道天文臺（OAO）和高能天文臺（HEAO）。此外還發(fā)射了觀測紫外線、X射線、γ射線等的天文衛(wèi)星。1983年，美國發(fā)射了第一顆紅外天文衛(wèi)星（IRAS）。1995年，美國國家航空航天局（NASA）和歐洲航天局（ESA）聯(lián)合發(fā)射了太陽和日球?qū)佑^測臺（也稱太陽觀測衛(wèi)星SOHO），在軌工作25年，觀測到大量的太陽物理數(shù)據(jù)，拍攝了豐富的太陽變化圖片。

大型軌道天文臺項目，是美國研制的4個大型空間望遠(yuǎn)鏡，分別是哈勃空間望遠(yuǎn)鏡、康普頓伽瑪射線天文臺、錢德拉X射線天文臺和斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡。它們工作在不同波段。

哈勃空間望遠(yuǎn)鏡（HS T），1990年4月24日由“發(fā)現(xiàn)號”航天飛機(jī)發(fā)射升空，工作在可見光和近紫外波段，1997年維修之后具備了近紅外觀測能力。

康普頓γ射線天文臺（CGRO），1991年4月5日由“亞特蘭蒂斯號”航天飛機(jī)搭載升空，工作在γ射線波段，也能擴(kuò)展到硬X射線波段。

錢德拉X射線天文臺（CXO），1999年7月23日由“哥倫比亞號”航天飛機(jī)搭載升空，工作在軟X射線波段。

斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡（SST），2003年8月25日由“德爾塔Ⅱ”型火箭發(fā)射升空，工作在紅外波段。

大型軌道天文臺計劃的目標(biāo)是將不同電磁波段的天文學(xué)研究一起向前推進(jìn)。由于紅外線、紫外線、X射線和γ射線等都不能穿透地球大氣層，故這些波段的探測只能通過空間天文觀測獲得?？灯疹Dγ射線天文臺和錢德拉X射線望遠(yuǎn)鏡都在口徑或者分辨率上比前一代天文衛(wèi)星提高了一個數(shù)量級。斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡雖不比之前的空間紅外望遠(yuǎn)鏡（ISO）口徑大很多，但所攜帶的紅外探測設(shè)備，在性能上有很大的提高。哈勃空間望遠(yuǎn)鏡充分利用了處于濃密大氣層以外的優(yōu)勢，在可見光、近紅外和近紫外波段，都能觀測到比地面大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡看到的更暗弱的天體。大型軌道天文臺的各臺望遠(yuǎn)鏡都在自己的領(lǐng)域里做出了重要的貢獻(xiàn)。

自從人類進(jìn)入宇航時代以來，已經(jīng)向太空發(fā)射了很多個大大小小的天文衛(wèi)星、軌道天文臺、太空望遠(yuǎn)鏡、空間探測器等空間天文觀測儀器，獲得了大量地面上觀察不到的宇宙深處的信息，幫助人類更深入廣泛地了解宇宙的結(jié)構(gòu)、組成、演化，以及過去、現(xiàn)在和未來的發(fā)展規(guī)律。

我國的天文衛(wèi)星技術(shù)起步較晚，現(xiàn)在正在急起直追。

“悟空號”是我國第一顆天文衛(wèi)星，于2015年12月17日發(fā)射升空。其核心使命就是在宇宙射線電子和γ射線輻射中尋找暗物質(zhì)粒子存在的證據(jù)，并進(jìn)行天體物理研究?！拔蚩仗枴痹凇案吣茈娮?、γ射線的能量測量準(zhǔn)確度”以及“區(qū)分不同種類粒子的本領(lǐng)”這兩項關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)方面領(lǐng)先世界，尤其適合尋找暗物質(zhì)粒子湮滅過程產(chǎn)生的一些非常尖銳的能譜信號，其觀測能段是國際空間站阿爾法磁譜儀的10倍，能量分辨率比國際同類探測器高3倍以上，堪稱迄今為止在同類輻射范圍內(nèi)觀測能段范圍最寬、能量分辨率最優(yōu)的暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星。

2021年10月14日，我國成功發(fā)射首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗衛(wèi)星“羲和號”。該星搭載太陽空間望遠(yuǎn)鏡，將實現(xiàn)國際首次太陽Hα波段光譜成像的空間探測，填補(bǔ)太陽爆發(fā)源區(qū)高質(zhì)量觀測數(shù)據(jù)的空白，提高了我國在太陽物理領(lǐng)域研究能力，對我國空間科學(xué)探測及衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展具有重要意義。

2017年6月15日，我國首顆X射線天文衛(wèi)星“慧眼”發(fā)射成功?！盎垩邸毙l(wèi)星搭載高能X射線望遠(yuǎn)鏡、中能X射線望遠(yuǎn)鏡和低能X射線望遠(yuǎn)鏡三種科學(xué)載荷和空間環(huán)境監(jiān)測器，其科學(xué)目標(biāo)是研究黑洞、中子星等致密天體等天文學(xué)前沿課題，同時也可以實現(xiàn)寬波段、大視場X射線巡天和高靈敏度的伽馬射線暴全天監(jiān)視。該星的投入使用使我國高能天文研究進(jìn)入空間觀測的新階段，對提高我國在空間科學(xué)領(lǐng)域的國際地位和影響力具有重要意義。