中国空间站工程巡天望远镜（英文名：China Space Station Telescope，简称：CSST）是中国载人空间站旗舰级项目，预计2027年发射， 是中国自行研制的最大规模空间望远镜，具有大视场、高像质、宽波段等突出特点，是中国天文科学迈向国际前沿的重大机遇。 其科学研究工作涉及到暗物质、暗能量、宇宙学、星系起源与演化、恒星、太阳系和 太阳系外行星 等天文学领域的前沿热点方向和重大科学问题。
中国空间站工程巡天望远镜是中国空间站工程最重要的空间科学设施，是中国迄今为止规模最大、指标最先进的新一代旗舰级空间天文望远镜，也是未来十年国际最重要的空间天文观测仪器之一，被称为“中国哈勃”，精度与哈勃望远镜相当，但视场可达到哈勃望远镜的300倍。
中国空间站工程巡天望远镜是中国载人航天工程规划建设的大型空间天文望远镜，口径2米，兼具大视场和高像质的优异性能，并具备在轨维护升级的能力。中国空间站工程巡天望远镜的后端天文模块包括：多色成像和无缝光谱巡天模块、多通道成像仪、积分视场光谱仪、 太阳系外行星 成像星冕仪、高灵敏度太赫兹模块。中国空间站工程巡天望远镜以大规模天文巡天为主任务，致力于成为一个面向国际开放的、先进的且专门服务于天文学及物理学研究的空间天文台。
中国空间站工程巡天 太空望远镜 （CSST）计划完成高空间分辨率，大天区面积的深度多色成像与无缝光谱巡天观测，并选用多种后端仪器对遴选 天体 进行精细研究，有望在 暗物质 、 暗能量 、 星系 形成与演化、系外行星探测等天文领域和基础物理领域的重大问题上取得突破。
2021年4月17日，中国空间站工程巡天望远镜（简称CSST）科学工作联合中心暨国家天文台科学中心揭牌仪式在中国科学院国家天文台举行。 2026年1月7日，中国空间站工程巡天望远镜科学仿真研究系列成果在国际学术期刊《 天文和天体物理学研究 》以专刊形式在线发布。
发展沿革
研制背景
早在1946年， 莱曼·史匹哲 （Lyman Spitzer）就大胆提出了将一个主镜面口径8米的 空间望远镜 放置在太空中的计划。这在当时是极为大胆也极为困难的计划，因为当时地面上最大的望远镜Hale望远镜也只有5米口径，更大的问题是人类当时还没有具备能够将任何一个物体发射到 地球轨道 的能力。但这个想法经过不断演化，最终成为 美国航空航天局 的 哈勃空间望远镜 计划。哈勃望远镜的计划一波三折，先是大幅的预算超支使得其差点夭折，而 挑战者号航天飞机 的失事又使得它的发射推迟。在哈勃望远镜在轨运行已经超过30年的背景下，取得了丰硕的科研成果，在这个时候中国设计 中国空间站 工程巡天望远镜。
中国 的光学巡天还在起步阶段。一般来讲，望远镜分为专用和通用，早期由于中国经济实力不强，即使是2米级的通用望远镜也仅有两台，一台是位于河北兴隆观测基地的2.16米望远镜，一台是位于 中国科学院云南天文台 的2.4米望远镜。而拥有4米口径的 LAMOST望远镜 （英文全称：Large Sky AreaMulti-Object Fiber Spectroscopy Telescope，中文名：大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜）是一台专用望远镜，它只能做光谱巡天，观测 银河系 中的 恒星 ，还没有进入到更深 宇宙 。
2016年以来，中国航天进入创新发展“快车道”，空间基础设施建设稳步推进，北斗全球卫星导航系统建成开通， 高分辨率对地观测系统 基本建成，卫星通信广播服务能力稳步增强，探月工程“三步走”圆满收官， 中国 空间站 建设全面开启，“ 天问一号 ”实现从 地月系 到行星际探测的跨越，取得了举世瞩目的辉煌成就。未来五年，中国航天将立足新发展阶段，贯彻新发展理念，构建新发展格局，按照 高质量发展 要求，推动空间科学、空间技术、空间应用全面发展，开启全面建设航天强国新征程，为服务国家发展大局、在外空领域推动 构建人类命运共同体 、促进人类文明进步作出更大贡献。
随着 航天科技 的进步，消除 地球 浓厚的大气层、 电离层 、 臭氧层 和 地磁场 等综合因素影响的太空光学望远镜应运而生， 中国空间站工程巡天望远镜 成为人类新的“飞天巨眼”。
研制历程
2009年12月，中国载人航天工程空间应用系统的总部组织召开一系列研讨会，探讨空间站在微重力科学、 天文学 、生命科学、 地球科学 等领域的科学目标与研究方向，由此拉开了CSST项目的序幕。 2013年11月，中国空间站工程巡天望远镜（CSST）研制正式立项。
2015年，该方案被调整为中国空间站工程巡天望远镜与空间站共轨独立飞行并获得批准。之后经过遴选，中国空间站工程巡天望远镜配备的巡天模块、太赫兹模块等5台仪器被确定下来。2020年，经 中国载人航天工程办公室 批准，成立了中国空间站工程巡天望远镜科学工作联合中心和四个科学中心： 北京大学 科学中心、国家天文台科学中心、长三角地区科学中心和 粤港澳大湾区 科学中心。
2021年1月23日，中国空间站工程巡天望远镜（CSST）科学工作委员会以视频会议的形式召开首次会议，会务工作由CSST科学工作联合中心具体承担。确定了CSST科学研究以大科学工程计划为主并结合自由探索的方式开展工作。
2021年4月17日，中国空间站工程巡天望远镜（CSST）科学工作联合中心暨国家天文台科学中心揭牌仪式在国家天文台举行。科学工作联合中心依托中科院国家天文台建设，负责科学研究的组织管理和科学数据处理系统的研制。
CSST科学数据处理系统于2021年5月28日-31日在重庆举办第一次“科学数据处理-科学研究”联合研讨会。主题聚焦于CSST巡天图像处理。会议邀请各研究方向专家介绍研究方法和科学需求，科学数据系统负责图像处理的相关专家将介绍数据系统的研制情况。通过充分的交流讨论，明确科学研究的主要需求，保障科学数据处理系统的成功研制和科学研究的顺利开展。
2022年1月13-15日，中国空间站工程巡天望远镜科学数据处理系统2021年度总结研讨会以线上线下相结合的方式召开。此次会议分为北京、 上海市 和南京三个分会场。
2022年4月，CSST初样研制进入关键期。当年底，初样鉴定件研制完成。
2022年7月5日，中国空间站工程巡天望远镜CSST第一批科学研究课题整体通过中期总结评审，科学工作联合中心代表全体课题做中期 总结报告 。
2023年3月27日至4月1日，中国空间站工程巡天望远镜首届科学年会在北京怀柔举行。来自中国载人航天工程、 中国科学院 、各高校等59个参会单位的600余名代表齐聚一堂，就中国空间站工程巡天望远镜的科学任务、技术创新、数据处理和分析等方面进行了深入的探讨和交流。
CSST科学数据处理系统于2023年5月5日-8日在 泉州市 举办第三次科学数据处理系统-科学团队交流讨论会。充分讨论和CSST科学数据处理相关的关键问题，保障CSST科学数据处理工作的顺利开展，介绍CSST模拟软件2.0版本的发布并开展使用培训。
2023年8月18日，根据载人航天工程研制进度要求，中国空间站工程巡天望远镜科学工作联合中心在北京召开了中国空间站工程巡天望远镜科学数据处理系统项目中期评审会。
2024年11月，中国空间站工程巡天望远镜预计2027年发射。
2026年1月7日，中国空间站工程巡天望远镜科学仿真研究系列成果在国际学术期刊《 天文和天体物理学研究 》以专刊形式在线发布。
主要使命
中国空间站工程巡天望远镜的主要使命是“巡天观测”，也就是对 天体 进行普查，能够清晰、精细地观察到成千上万的 星系 ，带来全景式 宇宙 高清图，因此该望远镜占据最主要观测时间的是巡天模块。“巡天观测”约占中国空间站工程巡天望远镜运行时间的70%。
必要性
“对于地面 巡天 ，20世纪八十年代时我们错过了机会，后来 美国 杰里·斯隆 （SDSS）望远镜做了，现在LSST也将开始做。但是空间上的光学巡天还没开始做，而空间巡天又太重要了。因为它可以达到比地面巡天好一个数量级的像质，所以如果有机会能够做空间巡天，意味着中国天文进入了一个非常了不起的时代。”国家天文台 陈建生 院士说。
空间巡天是当今 中国 天文学 研究的一个重要目标点。在这个巡天的黄金时代，中国人必须有自己的空间巡天。
观测计划
巡天观测是中国空间站工程巡天望远镜在轨运行最重要的一项工作，在其10年运行的初步规划中，预计需要约7年的时间完成。同样地，巡天数据处理和相应的科学研究工作也是研究课题的重点。观测宇宙学研究需要大量的河外 天体 样本，所以中国空间站工程巡天望远镜的巡天观测以 恒星 密度和 黄道光 背景都较低的中高银纬、中高黄纬天区为主。目前任务规划中，中国空间站工程 巡天 望远镜巡天包括四部分：17500平方度多色成像观测、与之同天区的无缝光谱观测、400平方度的多色成像深场观测、与之同天区的无缝光谱深场观测。
技术特点
总体设计
中国空间站工程 巡天 望远镜主要分成两部分即“平台段”与“光学设施段”，前者其实就是中国空间站工程巡天望远镜的“资源舱”，负责为其 太空飞行 提供动力，后者则是CSST主体载荷，包括5台观测设备，即巡天模块、太赫兹模块、多通道成像仪、积分视场 光谱仪 和 系外行星 成像星冕仪。
中国巡天 空间望远镜 采用了离轴三反光学系统，大幅度提高了探测效率和精度，处于国际领先水平线。
中国空间站工程巡天望远镜总长约14米，最大直径约4.5米，发射质量约16000 千克 。
光学系统
中国空间站工程巡天望远镜利用一个口径2米的空间天文望远镜及其多个后端模块在近紫外- 可见光 近红外波段进行观测，通过深度多色成像和无缝光谱巡天进行普查再对筛选出来的天体或者天区进行精细研究，中国空间站工程巡天望远镜预计2027年发射，巡天周期为10年，总曝光次数约为65万次，其中在中高银纬、中高黄纬曝光51万次，低纬度曝光8万次，深场观测曝光次数约为6万次，与国际上的大型巡天计划相比，中国空间站工程巡天望远镜主巡天的巡天面积极大、波长覆盖范围极广、空间分辨率更高。
在多色测光成像巡天方面， 中国空间站工程巡天望远镜 的观测视场包括了从近紫外到近红外共7个 波段 ，相较于斯隆数字巡天的5个波段探测范围更广；
巡天模式
中国空间站工程巡天望远镜巡天模块是一个视野极为宽阔的相机，视场达到1.1x1.2平方度。
中国空间站工程巡天望远镜在巡天模式下的观测每次曝光约为150秒，对于巡天中的每个观测天区会进行两次曝光。天文上一般以 星等 表示 天体 的明暗，星等越大表示天体越暗，每相差5个星等，天体之间的亮度相差100倍。 中国空间站工程巡天望远镜 在总共短短300秒的曝光时间，就可以获得低至26星等左右（不同 波段 具体数值有差别）的天体图像，这要比人眼能够看到的最暗的 恒星 还要暗上1亿倍。在这样的观测深度上，研究者可以在每个平方角分看到30个左右的 星系 。在整个巡天周期里，巡天模块将会覆盖17500平方度的天区，是整个天空面积的40%，积累近20亿星系的高质量数据。
探测器
中国空间站工程巡天望远镜的主焦面由30块探测器拼接而成。其中18块探测器上设置有不同的滤光片，可以获得 宇宙 天体在不同波段的彩色图像；另外12块探测器则用于无缝光谱观测，每次曝光可以获得至少1000个天体的光谱信息。运行后，它将成为太空中像元规模最大的天文相机。
成像特点
中国空间站工程巡天望远镜 是光学望远镜，捕捉的是近紫外至 可见光 波段 ，通过组成望远镜的直径大、 焦距 长的 物镜 和直径小、焦距短的 目镜 ，实现远距离物体近处成像。通过光学望远镜，可以观察到很远的天体。
科学数据处理系统
科学数据处理系统是针对中国空间站工程巡天望远镜科学数据处理的专门系统，未来运行在载人航天工程公有云平台环境，对中国空间站工程巡天望远镜的科学运行和科学研究将起到关键的支持作用，是其实现科学目标、取得重大成果的基本保障。它的主要任务是实现 中国空间站工程巡天望远镜 科学观测需求编排和完成各个后端模块的观测数据处理以及观测数据 仿真 研究，最终生成满足CSST科学目标的科学数据产品。
科学目标
宇宙学
宇宙学是研究宇宙和物质起源演化基本规律的重要前沿科学分支。利用中国空间站工程巡天望远镜大天区巡天和超深场观测提供的丰富观测数据深入开展宇宙学观测和理论研究，是中国空间站工程巡天望远镜科学研究的重要领域。利用强弱 引力 透镜 等方法重构宇宙物质密度场并描绘 暗物质 在不同尺度上的密度分布，结合其他波段观测数据，以限制暗物质属性，研究其质量、自相关作用、与重子物质的相互作用等，限制暗物质相关的宇宙学参数；研究暗物质晕和 星系 的共同演化；探索暗物质的宇宙分布特性及演化。
星系和活动星系核
星系是构成可见宇宙的基本单元。星系的形成演化是现代天文学的核心研究内容之一。通过星系大样本的统计分析，研究星系和暗物质成团性，限制宇宙学参数；通过 弱引力透镜 、重子声波振荡、 红移 畸变、 星系团 统计等宇宙学探针研究宇宙大尺度结构与演化，测定宇宙学参数；结合宇宙微波背景、 超新星 等数据，研究中微子性质和原初扰动等。
银河系及近邻星系
银河系 和近邻 星系 构成的 本星系群 对研究星系的 精细结构 、形成和演化，星系际环境对星系的影响，以及第一代 恒星 探测和限定 暗物质 性质等 天体 物理和宇宙学基本问题具有重要意义。
恒星科学
恒星是 宇宙 中可见物质的主要存在形式， 恒星物理学 是现代 天体物理学 的重要基石。 恒星形成 、结构和演化规律研究是认识 星系 进而认识整个 宇宙 的基础，是 天体物理学 的 前沿领域 。
基于CSST的天体测量
中国空间站工程巡天望远镜的成像质量和观测深度为发展高精度天体测量提供了有利条件，将显著加深加密现有 天球 参考架，也为推动天体物理和天体测量科学研究提供了新的机遇。
系外行星与太阳系天体
太阳系外行星与太阳系天体探测与研究是当前国际 天文学 重要的前沿和热点领域之一。利用中国空间站工程巡天望远镜独特的观测能力开展系外 行星 和太阳系天体的观测研究，将加深对 宇宙 中行星和太阳系形成和演化的深入理解。
暂现源／变源和重要天文事件响应
暂现源（变源）和突发天文事件一般伴随着剧烈的能量释放过程，是研究极端条件下物理的难得机遇。当前天文学已进入了多信使研究新时代， 中国空间站工程巡天望远镜 也必然要对突发重要天文事件做出响应，做出独特贡献。
研究意义
中国空间站工程巡天望远镜的发射是为了克服地面观测的限制，提供更清晰、准确和连续的观测数据。它能够消除大气干扰和吸收、观测更深的 宇宙 和更细微的细节，以及实现连续观测。通过中国空间站工程巡天望远镜，我们能够深入探索宇宙的起源、演化和结构，研究 恒星 、 行星 、 星系 以及宇宙中的各种现象和过程。 中国空间站工程巡天望远镜 的确造价高昂，但它们是仰望星空的人类之眼，其获取的知识、给人类社会带来的福祉，将影响深远。
挑战与难题
首先是高昂的成本。中国空间站工程巡天望远镜的设计、制造、发射和运行都需要巨额资金的投入。设计一个能够在太空极端环境中工作的 太空望远镜 需要先进的技术和高精度的仪器，从研发到测试以及制造，都要投入巨大成本。此外，为确保望远镜在太空中的可靠性和性能，需要在地面进行许多严苛的力学、热学、真空等试验，这也会产生巨额的资金投入。将中国空间站工程巡天望远镜送入太空需要借助火箭，而一次火箭发射所需要的费用可达几百万美元甚至上亿美元。同时，运行和维护中国空间站工程巡天望远镜也需要大量的资金投入。这些高昂的成本使得中国空间站工程巡天望远镜的规划和执行具有挑战性，需要合理的资金规划以及财务支持，以确保中国空间站工程巡天望远镜的顺利运行。
其次是技术难题。中国空间站工程巡天望远镜在极端的 外层空间 环境中工作，面临着宇宙射线辐照、巨大的温度变化、微小陨石的撞击以及真空环境等挑战。为了确保望远镜的正常运行和观测精度，需要解决许多技术难题。其中之一是精确的定位和稳定的姿态控制。中国空间站工程巡天望远镜需要精确的位置和稳定的姿态，以确保目标源的可观测性。这包括准确的指向和精确控制，以便消除望远镜自身的震动和漂移，从而获取准确的观测信息。另一个挑战是稳定的温度控制。太空里温度变化极大，从极冷的太空温度到强烈的太阳辐射，温差变化可达数百 摄氏度 。为了保证设备的正常运行，需要采取有效的温度控制措施，例如隔热材料和冷却系统等，以确保设备在不同温度条件下的稳定性和可靠性。可靠稳定的通信系统也是一个关键问题。中国空间站工程巡天望远镜需要与地面系统进行通信，以接收指令、发送观测数据和接收远程控制信号。考虑到太空中复杂的环境和 地球大气层 的影响，确保通信系统的可靠性和稳定性具有重要意义。
最后，还可能面临维护和修复难题。中国空间站工程巡天望远镜远离地面，对设备的维修就变得极具挑战性。虽然地面系统可以通过远程操作解决一些问题，但由于地面系统与望远镜之间的通信延迟、复杂多变的空间环境等因素的影响，维护和修复设备需要非常仔细的计划和精确的指令传输。但有些问题仍需要工程师亲自进行修复。 航天飞机 曾搭载相关人员去修复 哈勃空间望远镜 的畸变问题。
总体评价
中国空间站工程巡天望远镜 是我国迄今为止规模最大、指标最先进的空间天文基础设施，将为我国在天文学前沿领域的研究发挥重要作用。他表示目前的科学研究组织架构具有凝聚力和向心力，将团结国内外天文力量，高效组织开展科学研究，把 中国 的天文事业推到新的高度。（中国 载人航天 工程总设计师 周建平 院士评）