巡天光学舱面临的挑战还包括地镜配合和数据处理等。它每天将产生1TB的数据。有专家估计,这样体量的数据处理需要一千人的参与。我们的人才缺口还很大。这里斗胆提两个建议:第一,互联网巨头们应充分利用他们的资源,协助开发人工智能数据处理系统。这种对科学事业的支持应该是公益性的。第二,可以发动全国天文爱好者和大中学生参与,用众包模式进行分布式数据处理。这不仅能帮到科学界,也能起到全民科学教育的作用。

中国通过巡天光学舱实现了跨越式发展。那么,再往前看十至二十年,会怎么样呢?

美国刚刚发布了一个十年调研报告,为2030-2040年代的太空望远镜提出了四个方案,其中两个旗舰级望远镜(旗舰级指的是哈勃和韦伯级别)目标都是地外行星。一个方案类似韦伯,但主镜口径加大到最大15米。另一个方案主镜口径4米,但在7万多公里外有一个巨大的52米直径的掩星器,期望通过遮挡恒星的强光来直接观察暗淡的地外行星。

不过,这两个方案基本上都不会实施,因为第一个方案规模大到无法承受,而第二个方案主镜偏小,科学目标过于单一。很大可能它们最终会合并成一个适中的方案。

陈蓝:太空望远镜——韦伯华丽启程,中国加入第一梯队

图9:美国未来旗舰太空望远镜15米主镜LUVOIR方案(credit:NASA)

陈蓝:太空望远镜——韦伯华丽启程,中国加入第一梯队

图10:美国未来旗舰太空望远镜4米主镜配合掩星器HabEx方案(credit:NASA)

但是,韦伯的惨痛教训就在眼前。即便是规模较小、镜筒免费的罗曼望远镜,在特朗普任内也由于资金问题差点被枪毙。NASA大项目的虎头蛇尾更是家常便饭(如星座计划)。美国会再次入坑吗?美国国会每年一次的预算会长期支持这样的高风险项目吗?十年后美国的经济和金融优势还会存在吗?这些都是问号。毕竟,2030还有点远。

2030中国会有什么进展?我们还看不太清楚。但可以肯定的是,只要中国经济继续稳步增长,社会稳定,那么包括天文在内的科学事业一定会快速发展,甚至进入爆发期。

通过巡天光学舱的研制,我们已经进入太空望远镜第一梯队。我们也已经掌握很多关键技术。比如,十多年前我们就研制出了长轴6米多、类似韦伯的主动光学拼接主镜(LAMOST,郭守敬望远镜),长春光机所已经磨制出4米直径的高精度非球面碳化硅镜片,对于重型/超重火箭、拉格朗日轨道飞控、高速数传、高精度姿控和指向、大尺寸高灵敏度CCD传感器等技术,我们已经完全掌握或已取得长足进步。