在发射前，中国空间站巡天空间望远镜（CSST）就已经被装进了电脑，对它未来的观测数据进行像素级高质量仿真。这批科学仿真研究系列成果，将为CSST未来的科学运营奠定坚实数字地基。1月7日，相关研究成果以专刊形式，在《天文和天体物理学研究》发表。

空间天文学的使命，是在地球之外放置一双不会眨动的“眼睛”，让宇宙自己讲出它的故事。CSST是我国载人航天工程建设的下一代旗舰级空间天文观测设施，口径达两米，视场达哈勃望远镜的300倍，搭载了大视场光学巡天相机、太赫兹谱仪、多通道成像仪、积分视场光谱仪和系外行星成像星冕仪等观测终端。

发射入轨后，CSST就不再有二次调试的机会，因此，任何误差都必须用地面标定和软件修正一次性解决。为了确保科学产出的及时性和可靠性，我国科研团队为该望远镜的主光机和各观测终端制作了“数字分身”，对望远镜的在轨观测状态进行提前预演。

未来发射入轨后，CSST预计观测17500平方度的天区，观测星系量级将达10亿。因此，科研团队要预先在地面上构建起一个“宇宙”，再将望远镜的每个观测终端，在数字空间中完成复刻，实现观测数据的模拟。“仿真，就是要复刻得越真越好。望远镜搭载设备的每一个连接件、每一个支撑、每一个覆层，都要放进电脑里。”中国科学院紫金山天文台研究员李国亮感慨，这是一项巨大的工程。

以巡天相机为例，入轨后太阳的照射会引起装置受热不均，微重力环境也会导致结构发生微小形变，微振动抖动会使成像产生抖动误差……这些变化，都需要通过数字仿真，完成装置的热模型、重力卸载、结构模型等分析工作，分析它们对在轨观测产生的影响。

通过仿真模拟，一些科研团队担心的问题得到了解答。“比如望远镜观测中的鬼像，会影响最终的光学成像，这是我们不希望看到的。”李国亮说，在模拟中团队确认，鬼像的总能量在千分之一以下，照度的强度仅有百万分之一，对观测的影响极低，“这就是数字模拟作用的直观体现。”

历时数年研究，一套端到端观测仿真套件终于出炉。该成果不仅在数字空间内发挥作用，为各终端数据处理软件的开发提供了支持，还为CSST的样机设计提供了新思路，在探测器选型、焦面位置定标等方面发挥作用。

“这是CSST科学生命的预演。”中国科学院院士常进表示，CSST是我国空间天文观测研究的旗舰级项目。“我们用代码和像素，提前把未来的星光写进了硬盘，待CSST真正睁开双眼时，我们将迎接属于我国空间天文学的大数据天文学时代。”

记者：刘苏雅