巡天号光学舱

2010年9月25日，中共中央总书记胡锦涛主持召开中共中央政治局常委会会议，批准天宫空间站项目。原定整个空间站由核心舱和两个实验舱组成，其中，实验舱II将装有一台2米口径的「巡天望远镜」，用于大视角巡天观测，因此命名為巡天；這個实验舱的名字另有一个说法是源自毛泽东的詩句[7]。但此望远镜受制于空间站影响，无法自由地指向任意方向观测，也不能长时间对一个方向连续曝光，故這巡天儀其實不夠「巡天」，而且置于舱内的设计，对比歐幾里得衛星和罗曼太空望远镜，可观测时间剩一半。为此巡天的原始設計被修正，提出放到舱外进行观测，只有其中一側是連接實驗艙，而另一側則是一個「巡天艙」的方案，但研究认为空间站的姿态变化、结构形变以及航天员活动和飞船对接带来的振动，都会导致成像质量严重退化，巡天最终流產，被退回重新打造[8]。

2015年，新巡天方案提出，决定直接建造一部巡天式太空望远镜，这就是今日所熟知的「巡天号」[9]，以上一方面避免了空间站对望远镜视野、观测时间和成像质量的影响；另一方面便于对接空间站进行在轨维护，只是轨道比较低阻力大，需要使用到更大的動力裝置。不过巡天舱在轨对接维护方案，要比使用航天飞机维护的哈勃望远镜更为方便，维护费用也低很多。巡天号光学舱的观测波长范围为255~1000纳米，覆盖了从近紫外、可见光到近红外波段。从角分辨率或成像质量上讲，巡天号光学舱的望远镜最高达0.15角秒，和哈勃望远镜的0.1角秒相去不远。Cook型离轴三反射光学系统，还增加了一个折转镜便于实现不同光学载荷之间的切换、调焦和精密稳像等功能[10]。

公开报道显示，预计2025年发射升空。[11][4][12][13]

已知巡天号將針對系外行星探測、活躍星系核空間可分辨光譜觀測，近鄰星系中性碳研究，宇宙超級深場觀測等眾多特色科學觀測能力。并研究暗物质的引力作用，確定宇宙膨脹歷史，引力透鏡等人類仍在前沿探究的科研主题。预计在首顆巡天模塊全周期更换前，將會產生至少50PB的科學拍攝數據可供分析發表[10]

巡天空間望遠鏡視野極為寬闊，視場達到1.1x1.2平方度。在成像和哈勃相當的情況下，其视场可达到哈勃望远镜的300-350倍，為了能夠接收廣闊視場的信息，巡天空間望遠鏡在第一代巡天相機上，安置了30塊探測器，總像素達到25億，是哈勃UVIS传感器1600万的好几倍。其中18塊探測器上設置有不同的濾光片，這使得它可以獲得宇宙天體在不同波段的圖像，帶給我們彩色的宇宙樣貌﹔另外12塊探測器則用於無縫光譜觀測，每次曝光可以獲得至少1000個天體的光譜信息。

巡天模塊每次曝光時間約為150秒，對於巡天中的每個觀測天區會進行兩次。给予巡天空間望遠鏡2倍的曝光，可以獲得低至26星等左右（一般曝光共计300秒，但不同波段具體數值有差別）的天體圖像，這要比人眼能夠看到的最暗的恆星還要暗上1億倍。在這樣的觀測深度上，研究者可以在每個平方角分看到30個左右的星系。在整個巡天周期裡，巡天模塊將會覆蓋17500平方度的天區，是整個天空面積的40%。

巡天空間望遠鏡還將配備一系列的其他精測模塊，包括太赫茲模塊，多通道成像儀，集成视场摄谱仪和系外行星成像星冕儀。這些儀器將依托各自特點提供人們研究所需。