中国空间站工程巡天望远镜（简称CSST）计划于未来几年入近地轨道开展巡天观测，这台望远镜将是有史以来中国天文学界获得的最昂贵、也是最先进的观测仪器。

为什么要建造、要发射巡天望远镜网上已经有很多相关的文章，今天我们换个角度来思考这个问题。

北京时间2021年9月14号22.21分。德国天文摄影师Harald Paleske像往常一样，将自己的天文望远镜对准木星拍摄，突然看到一个巨大的阴影划过木星表面

起初他还以为是卫星或者飞机恰好划过自己的望远镜镜头前。然后木星表面突然爆发出一道强烈的光芒

Harald Paleske事后说：这道强烈的光芒让我很吃惊，这可能是一场行星撞击事件

随后另一位巴西的业余天文学家何塞·路易斯·佩雷拉也称自己拍摄到小行星撞击木星的这一刻

随后NASA出面证明了这次撞击属实！

天文爱好者通过影像资料已经分析出此次撞击的范围至少是地球的一半大小

这次撞击木星事件，是自1994年苏梅克—列维9号彗星撞击木星以来的第八次撞击事件。这八次每一次撞击事件倘若放在地球都是一场灭绝生物的大事件

似乎人们对该类事件早已麻木不仁

有的人会说木星树大招风，有的人则兴致勃勃地讨论木星宛如地球的保护神，就连地球上拥有最多科研资源的NASA都是事后表现出一副兴致缺缺的模样

如果我说，小行星撞击地球是一个概率性事件，你可以把地球躲过类似的小行星撞击归类为运气，对，运气早晚都会有用完的那一天

如何建立一个有效的、可靠的小行星监测系统？

可以告诉大家，以人类现有的科学技术，除去光学观察外，我们几乎没有别的更高效的手段（即使有，也会因为缺乏高效的技术支持而影响发现的响应时间）

发现小行星的方法不外乎如下几种：

第一种 过境法

当行星穿过恒星的时候，就会阻挡住恒星的部分光线，因此通过观察恒星的亮度就可以观察是否有行星的存在

此图为示意，小行星大小或许不如一个太阳黑子的尺寸

第二种 引力透镜

引力透镜是一种特殊的光学效应

假如地球与另一个天体之间存在着一个强引力场天体，当这三个天体差不多在一条直线上时，强引力天体附近的时空弯曲会让远方的光无法以直线的形式到达地球，因此在地球上观测到的光实际上是偏离原本方向的

因此，当地球观察一个大质量的物体从一颗恒星面前经过时，就产生了类似的透镜效应

科学家可以通过研究这种光亮的亮度和暗度来进行观察，引力透镜法适合去研究较远的行星，包括那些没有母恒星，在太空漫游的“流氓流星”。

第三种 照片证据

这也就是说通过仪器和望远镜直接拍摄到了天体的真实图像

第四种 脉冲星计时

脉冲星是旋转的中子星，是恒星高密度的残留物，会不断地发出电磁脉冲信号，而脉冲星计时是以毫秒脉冲星的自转周期为基准所建立的，专门用来探测脉冲星的方法

通过无线电脉冲的时间计算可以来研究轨道卫星的存在。

（科学界最早就是用这种方法发现了太阳系以外的星系的）

第五种 多普勒方法

多普勒效应是指物体辐射的波长会因为波源和观测者的相对运动而产生变化

通过红移和蓝移，我们可以计算出跟寻波源方向的行星轨道的运动，比如若处于运动的波源前面，光波则会被压缩，波长变短，频率变高，处于波源后面则反之

这种方法测量了运动行星的径向速度，计算了行星相对于恒星所产生的相对位移，也就是在围绕恒星运动时所产生的微小摆动

目前也有很多系外行星是通过这种方法发现的，用来观测的仪器主要是摄谱仪，它能够对光谱进行分析，并且分解出不同波长的光

第六种 狭义相对论

根据相对论的原理，光会聚集在恒星运动的方向上，因此天文学家就可以通过观测恒星在被行星拉扯的过程中，是否有出现光子的堆积情况，就可以判断恒星是否存在轨道行。

爱因斯坦的行星（开普勒-76b行星）正是通过这种方法所发现的，之后采用了多普勒方法进一步验证了

第七种 天体测量学

天体测量学是依靠对太空中的行星运行轨道进行计算而得出精确结果的一种方法

以上七种方法最高效最可靠的还是逃离不开光学观测

小行星很难被发现吗？

现实告诉你，因为是光学观测，而小行星只会漫反射恒星光芒，所以我们拿一些图来做比较到底有多难

肉眼观察（左）和相机拍摄（右）

地面望远镜（左）和哈勃望远镜（右）观看的IC4710星系

哈勃望远镜能够看到的天空很小，右边这张图只占月球几百分之一的面积

（如果我们伸出自己的手，食指的指甲盖大概能够挡住一平方度的天空。如果你把手伸直，手指甲盖刚好可以挡住月球，也就是说月球的面积稍小于一平方度）

哈勃望远镜特意在天空中找了一块看起来没星系，非常黑的地方去拍摄

经过了数百小时的曝光之后，这块天区出现了上万个星系，像宝石一样从虚无一物的空间里面显现出来了。这些星系太暗了，所以只有这样的太空望远镜，才能够将它们展现给大家

以上内容我要解释的是——可能正在接近地球的小行星比以上所有遥远的恒星要暗得多

解释完巡天天文望远镜的特殊意义后，还有一个非常关键的因素

星链计划，SpaceX计划在预定轨道部署由12000颗卫星，分别是在550公里轨道部署大概1600颗卫星，在1150公里轨道部署2800颗卫星，最后在340公里轨道部署约7500颗卫星

可能会有不少马斯克的粉丝，但我可以明确告诉大家一点，马斯克是商人而不是一个天文学家，股东的利益永远比地球人类的利益要重要的多（当然还有美国军方的利益）

星链示意图

被星链遮挡的地面空天望远镜

太空垃圾想象图

SpaceX表示将与天文学家合作采取一些措施，例如将卫星涂成黑色以减少其光泽

这个星座也可能影响我们普通人。一旦完成，全球天空将包含比可见星多四到五倍的Starlink卫星。根据天文学家计算，从某些地方可以同时看到500颗卫星

马斯克认为，卫星不会影响天文学，全球互联网的经济利益代表着"更大的好处"。他还发推文说，天文学的未来在于太空

涂黑意味着什么，对地面天文望远镜来说，就是会“漏看”了多少天空

有一点他说对了，未来的航天及天文学已经没了小国的容身之地，地面观测将逐步失去意义

2021年4月24日上午，国家航天局局长张克俭在2021中国航天日开幕致辞时表示：“站在新的历史起点，中国航天将论证实施探月工程四期、行星探测工程、建设国际月球科研站和近地小行星防御系统

我记得有那么一句话：“那些年，鹰酱撒过的谎，兔子都当真了！”

参考：

1、一角秒是3600分之一度

2、整个天空是41253平方度，17500平方度是整个天空的42.42%

3、现代地面观测能达到的最高极限星等约25等到28等。此数值越大，说明可观测到的最暗的星光越暗、可观测的最远天体越远。哈勃望远镜极限星等为31等，詹姆斯韦伯望远镜预计将达到34等

4、巡天覆盖：为哈勃望远镜的300倍以上，是离轴三反光路的结果。哈勃望远镜是R-C望远镜（两块反射镜组成的反射望远镜），视场范围小

5、视星等，为天文学术语，是指观测者用肉眼所看到的星体亮度。视星等的大小可以取负数，数值越小亮度越高，反之越暗

星等又分视星等和绝对星等，视星等是地球上的观测者所见的天体的亮度，如，太阳的视星等为-26.71等,满月为-12.6等，金星最亮时为-4.6等星，全天最亮的恒星天狼星为-1.45等星，老人星为-0.73等星，织女星为0.00等星，牛郎星为0.77等星。而绝对星等是在距天体10秒差距(32.616光年)处所看到的亮度，太阳的绝对星等为4.75等，热星等是测量恒星整个辐射，而不是只测量一部分可见光所得到的星等；单色星等是只测量电磁波谱中某些范围很窄的辐射而得的星等；窄频带星等是测量略宽一点的频段所得的星等，宽频带星等的测量范围更宽;人眼对黄色最敏感，因此目视星等也可称为黄星等

6、秒差距（英文Parsec，缩写pc）是天文学上的一种长度单位。秒差距是一种最古老的，同时也是最标准的测量恒星距离的方法。它是建立在三角视差的基础上的。从地球公转轨道的平均半径（一个天文单位，AU）为底边所对应的三角形内角称为视差。当这个角的大小为1秒时，这个三角形（由于1秒的角度所对应的两条边的长度差异完全可以忽略，因此，这个三角形可以想象成锐角三角形，也可以想象成等腰三角形）的一条边的长度（地球到这个恒星的距离）就称为1秒差距

最后说一句，很多人都会说，我们有些地方怎么还没赶上90年代的“哈勃”

这里又要借用“科技袁人”袁岚峰老师的一句话回答：“科技创新，你不氪金怎么会变强呢？！”

参考资料：

1、wiki百科

2、中国航天科技集团

3、中国科学技术大学

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