在中国载人航天工程迈向空间站应用阶段之际，科研人员攻克了空间望远镜科学仿真的关键技术难题。
最新发表在《天文和天体物理学研究》期刊的专刊显示，我国自主研发的端到端观测仿真系统已达到像素级仿真精度，这为预计2024年前后发射的空间站巡天望远镜提供了重要技术支撑。
这一突破源于空间天文观测的特殊挑战。
传统地面望远镜受大气干扰影响，数据校正相对成熟；而空间望远镜一旦升空便难以维修调试，必须在地面完成全流程验证。
研究团队创新性地将光学设计残差、温度形变、微振动等23类影响因素纳入统一仿真模型，建立了包含500余项参数的数字化验证体系。
仿真系统的核心价值体现在三个方面：其一，可提前评估望远镜在轨性能指标；其二，能为数据处理系统生成定制化测试样本；其三，通过模拟不同观测模式下的设备响应，优化科学观测计划编制。
特别值得注意的是，系统对太赫兹谱仪、系外行星成像星冕仪等特殊设备的仿真精度达到国际先进水平。
作为我国首个大型空间光学巡天设施，这台口径2米的望远镜设计寿命10年，配备5种科学仪器。
根据规划，其将在首个五年观测周期内完成超过17.5亿个星系的多色成像，并获取1000万条星系光谱数据。
项目科学应用系统总师表示，此次仿真成果将帮助科研团队提前建立数据处理方法，预计能使实际科学产出效率提升30%以上。
从国际视野看，该研究标志着我国在空间天文数字仿真领域实现"并跑"。
不同于哈勃望远镜的事后修正模式，我国采用"数字孪生"技术路线，通过地面仿真系统与在轨观测的闭环验证，有望形成更高效的空间天文研究范式。
相关技术已应用于嫦娥系列探测器等重大工程，未来将拓展至引力波探测等更前沿领域。
大型科学装置的价值，既取决于工程指标是否达标，也取决于能否把复杂系统的不确定性转化为可管理的误差、可追溯的数据与可复现的结论。
端到端仿真成果的集中发布，体现了我国在空间天文观测体系化能力建设上的前置布局。
面向未来，持续以仿真牵引标定、以标定反哺处理、以处理服务科学，将有助于把空间站巡天望远镜的潜力更充分地释放出来，推动我国在关键前沿领域形成更多具有国际影响力的原创成果。