中國將架設的巡天望遠鏡,視場角是哈勃望遠鏡的 300 倍,圖像難道不會嚴重畸變嗎?

看了下百度百科視場角的概念,對此也是一知半解,希望有專業人士來科普一下視場角以及超哈勃望遠鏡 300 倍視場角的優勢體現在哪?
中國將架設巡天望遠鏡 視場角是哈勃三百多倍(圖)|航天員


謝邀…… 然而這和我專業方向並沒有多少關係。我是說,我也講不好這東西。

還是瞎扯兩句吧……

首先,感覺這個新聞搞得啊~ 亦可賽艇!
4年多之前就有文章綜述了此項目設想,並給出了設計指標,過了這麼多年,還能硬生生給炒成大新聞……

文獻:
詹虎. 中國空間站大規模多色測光與無縫光譜巡天的設想及其在暗能量研究領域的應用[J]. 中國科學:物理學力學天文學, 2011(12):1441-1447.

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視場大而已嘛~ 大家不用大驚小怪的。別的不說,你看看郭守敬望遠鏡(LAMOST,大天區面積多目標光纖光譜天文望遠鏡) 。人家視場角直徑有5度!而我國這個2米空間望遠鏡的視場也就1平方度左右。合理的光學設計做到大視場是沒有問題的。看看美國正在搞的大口鏡全景時序巡天望遠鏡(Large Synoptic Survey Telescope,LSST),口徑8.4米,有效視場10平方度。嘖嘖嘖~ 真是完爆我國這個空間項目幾條街。不過LSST解析度只有0.7角秒。我國這個空間鏡子預計可以優於0.15角秒。

視場大當然是有好處的~ 拿來巡天觀測剛剛的啊!我國這個空間項目預計總的巡天面積30000平方度。如果是以100秒積分時間的曝光深度,一年能完成20000平方度多色(6波段)巡天任務。工作在射電波段的我表示各種羨慕嫉妒恨 T_T (當然,我射電大法也是有很多特別之處的)

至於我國這個項目能不能像HST那樣拍一堆好看的照片呢?
像哈勃深空場那些估計不行。按之前裝在空間站上的情況看,這望遠鏡無法對某個天區長時間積分觀測。即使可以,這望遠鏡位於近地軌道,天光背景比較強,估計也沒法達到哈勃的極限星等。
普通的照片呢?我總覺得這個更考驗天文學家的PS能力……


謝邀~
巡天的放到一般的光學系統里這樣的大型望遠鏡(大卡反,大RC)也是超長焦的。只要不到廣角魚眼那個程度,畸變與否不看視場,看主鏡形狀。球面的肯定有畸變和球差,拋物面也有彗差。
然而天文觀測的話,畸變並不是關鍵問題,關鍵問題是我們能看見什麼,能看得多清楚。(光力、解析度、極限星等)


別人工資高我們血脂高的炒作伎倆而已。

哈勃的光學視角不小了,只是WFC3的高解析度拍照只用了中間很小一塊兒而已,視場的邊緣被精密導星儀佔用了。

300倍視場,如果CCD還是從英國E2V買,而且還不是拼接幾十上百乃至300塊的話,應該是拍不到什麼高解析度圖像的。再說每次曝光時間最長才100秒,也拍不了深空圖片,簡單滴掃街巡天玩玩吧。騙騙可憐的無知愛國青年。

摘自Wide Field Camera 3 Instrument Handbook for Cycle 23


首先答主不是真正的專業人士 只是為了瞻仰隔壁號稱全美第一的天文系選了 "astronomical optics" 的課提高一下知識水平 所以如果下面的回答有什麼紕漏的話 請大家一定要指正(萬一期末考考了呢?)

第一 望遠鏡(和顯微鏡)畢竟是用來放大物(object)的 所以其視場肯定不能和相機這類縮小object的相比 實際上的望遠鏡的視場角(FOV)在一般意義上是很小的 所以即使放大300多倍其實也沒有那麼誇張

第二 哈勃天文望遠鏡(HST)畢竟是上個世紀7080年代的設計,所以其參數現在看肯定是落後的(否則也不要著急發射JWST)

第三 HST上不同的儀器因為有不同的任務所以視場角可以差很大 比如survey用的廣場通道FOV有10 sq. arc-minute (所以千萬不要和天殺的什麼超180 degrees的魚眼鏡頭比)而高解析度通道就只有0.15 sq. arc-minute 個人感覺比的應該是高解析度通道的市場角 因為如果是廣場通道的話 別說是JWST了 HDST都辦不到啊

第四 如果注意到的話 會發現在天文望遠鏡中視場角的常用單位是sq. arc-minute而不是arc-minute 舉例來說 如果一個望遠鏡它在水平或者垂直方向上的視場是2 arc-minute 那麼它的視場角就是4 sq. arc-minute 所以300多倍的差距 也就是 45sq. arc-minute 相當於7arc-minute*7arc-minute 對於光學設計而言 實際上的差距是300的開平方 也就是20倍

第五 如果解析度沒有變化的話 那麼這20倍的差距如何彌補呢?因為HST的F-number很大(24) 所以有很大的提升空間 現在的技術甚至可以達到F/1的水平 這裡就有24倍的差距 理論上最後多放置幾個感測器的話 可以把視場角變得更大 但是我猜HST應該已經用到mirror的極限大小了 所以應該還是從F-number入手的吧


作為一個空間光學工程師,我覺得我可以回答一下樓主的問題。首先要說明的問題是哈勃望遠鏡雖然是30多年前美國人的設計,但是事實上到目前為止仍然是地球上的黑科技,這是行業外的人無法想像的,在空間天文光學技術領域,其他國家與美國的差距不止30年。今時今日要複製一個完全一模一樣的哈勃,在不考慮經費的情況下,只有集合全歐洲的技術力量(或者還要加上日本,歐洲任何一個國家都不太可能獨立完成)才有可能。而以我國或者俄羅斯的技術能力,尚有一些關鍵技術需要突破,但也具備大部分能力。

所以必須明確的一點,儘管這台巡天望遠鏡對我國空間光學技術來說是跨越式的,在世界上也是一流的標誌性的空間光學項目,如果我們能順利的建造成功並在軌獲取清晰圖像,將使得我國的空間光學技術邁上一個大台階,躋身世界一流水平(至少歐洲還沒建造過如此大口徑的可見光波段的空間天文望遠鏡),但是它在角解析度、光軸長期指向穩定性(天文觀測極限星等的關鍵指標)方面仍不及哈勃望遠鏡,這一點可能讓愛國青年有些失望了。

所謂的視場角是哈勃望遠鏡的300倍,就是拿我之長比別人之短了。哈勃望遠鏡採用的是卡塞格林光學望遠鏡,特點是視場角小,但是外形圓對稱,適合火箭裝運;而巡天望遠鏡採用了離軸三反式光學望遠鏡,有點是視場角大(確實可以大到哈勃的300倍),但是外形成長方形,不能充分利用火箭裝載空間。這是由光學設計形式決定的,各有用途特點,談不上比哈勃強在哪裡。

至於圖像畸變,採用離軸三反式光學系統,即便比哈勃大300倍視場,也不會造成嚴重畸變,這也是光學設計結構形式決定的。


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