前言：我和Euclid

老朋友知道我学科背景就是天文，而且 Euclid 和我博士期间做的项目还挺对的上号的。韦伯上天我其实也只是看热闹吃瓜，Euclid上天感觉就挺不一样的。

博士项目刚开始的一段时间，Euclid 可以说是我PPT尾页的常客，也就是属于项目未来展望中常用来说的，研究方法的拓展应用。我博士期间主要用的数据是一个主要基于哈勃深度场，同时众多望远镜合作凑出来的一个观测项目，叫COSMOS。特点是数据质量非常变态，质量很高（没有光谱，但深度变态，波段众多），但覆盖面积很小，就不到两个平方度，边界附近再删减删减就剩一个平方度了。大概大小就是，手臂伸直，你可以看的的中指指甲盖大小。

这个数据库在天文界也是非常特别的存在了，数据的优质程度没得说，但毕竟太小了，很多问题数据量上还是会捉襟见肘。我所研究的卫星星系方向讲，这个场内的候选数量确实不大够用。用的方法在这个方向上也算挺新颖，但结果其实不好看。信噪比在同类研究中显然属于较烂的一档（当然，有些其他卖点这里先不讲了）。所以，在做presentation的结尾一般都会补一句，等Euclid 上天那就不一样啦。数据质量也不差，某些意义上甚至可以说接近COSMOS的水准，视场直接扩张一万倍啊！一万倍啊！换算成信噪比那就是一百倍的提高。那我这方法做的结果那岂不是从落后同行，到遥遥领先么~ 反正不管实际操作，原理上是可能的，自然得吹一波。

到了博士中后期，我和导师都明白了，Euclid 的数据是等不来了，它也就从我的PPT上消声灭迹了，转向其他的一些诸如SPHERx 的其他项目。博士延期期间又有点不一样，我还有点怕 Euclid突然项目进展变快，抢在我毕业前上天。万一答辩时问我一句，“Euclid出数据了，你咋不用呢？” 那可得把我活活呛死。

总之，个人和 Euclid 的恩爱情仇也就这么多。其实说来关系也不算近，可能就是“前女友的熟人”这种微妙的程度吧，不算完全陌生。那就不再多罗嗦了。

Euclid 看什么？

在具体说 Euclid 之前，先要说说“没有全能之才，也没有全能望远镜”这个概念。“全才”、“通才”这种概念，在古代也许确实存在，但在专业领域越来越细分，越来越专精的现代，励志成为全才、通才，那就显然是痴人说梦了。

望远镜也是同样道理，在天文观测需求越来越多样化，各种需求也越来越专精的当下，没有全能的望远镜去完成所有的需求。有的项目需要看到尽量“多”的目标，有的项目需要把个别目标看得特别“精细”，有的项目需要对一些目标进行“持续”观察，有的项目需要进行“快速巡逻”以发现一些短期事件，有的项目希望看到尽量“古老”的目标，有的项目只对离我们比较“近”的天体感兴趣；有的项目希望尽量观测目标的“形态”，有的希望观测目标“化学组成”……这种例子举不胜举，总之，需求是多样化的，且许多需求是相互矛盾的。

那怎么办？相信几乎所有深入从事某一行业工作的人都会有这种体会，世上的“实务”做起来都逃不开“取舍”一词。针对目的，有取舍地进行优化。因而，望远镜的发展也是越来越“专业”，而不存在所谓“最牛逼”的望远镜。以“确实很牛逼”的James Webb望远镜为例，其取舍思路就非常明确，主要目标就是看得“精细”，分辨率，敏感度都极其变态，而对应的代价则是只能看很小的天区。可以说，取“精”舍“广”，取“质”舍“量”，取“古”舍“新”（侧重看古老目标），取“小”舍“大”（看不了个头大的目标）。

那 Euclid 是如何面对这道选择题的呢？个人斗胆妄言一句，Euclid 的选择重心，如果用一个词概括，那最合适的就是“量”。 而为了“保量”，看到尽量“多”的天体，就需要照顾到以下几个方面：

    1. 看得尽量广。Euclid 计划将覆盖1万5千平方度的天区，约为全天的三分之一。在高质量巡天里面天区面积算是挺大了。当然，几乎没有任何项目能和覆盖了几乎全天区的巡天界扛把子SDSS（Sloan Digital Sky Survey）比。所以质量上必须甩开SDSS，不然存在意义都没了。

    2. 看得需要适当“精”，更准确地说，适度地“深”。这里的深度，其实主要指的是能观测到多“暗”目标的能力。能看到越“暗”的目标，那么自然单位区域内可以看得目标的总量就会更多。且古老的目标因为距离的远古，大多都比较暗。看得越“深”，也有对宇宙过去看得更“深”的这一层意味。Euclid 标准深度预计会达（可见光26等，近红外24.5星）左右，而SDSS的大部分高质量数据停留在17.5 星等左右，这里的区别毫无疑问是碾压级的。(注：每差一个星等亮度差2.5倍，数字越大表示越暗。另外，其实几乎所有新的天文项目都可以在深度，或者说极限观测星等上吊打SDSS。毕竟……玩不过堪称天体百科的SDSS，那有何存在的理由……）。当然，这这方面的王者，哈勃超深度场Hubble UDF 的29极限星等相比，还有些不如。但UDF看的只有一个平方度左右的天区，面积上有上万倍的差距。

    3. 尽量广，适当“深”和“精”，两个有点矛盾的要素适当平衡，似乎中庸，但其实也是最大化观测样本的合理选择。 而这个量的追求所对应的深度上的牺牲，其实是多少有些牺牲“小”目标（小质量、低亮度、小范围的样本目标）的完整性的。而双暗的研究，即暗能量和暗物质两者来说，都是较大尺度上的样本更为重要，所以非常观测策略和科学目标还是非常契合的。

最后总结下，Euclid 任务宣传上主要科学目标是对暗能量和暗物质的研究，这话虽然没错，其中的道理可以稍微展开解读：

1. 因为确实和观测策略非常契合；

2. 现下暗能量的项目属于最好拉经费的课题方向之一，也是公众最关心的天文话题之一，适合拿来当门面。

3. 其实Euclid 的主要特征还是可以概括为：看得广、样本多、数据质量优良但不算最好。这样的一个项目，其数据可以生产的科学成果是非常五花八门，绝不仅限于暗能量之类的哈。甚至我可以断言，之后产出的论文超过9成都会不和暗能量之间相关（当然，这一点暗物质就不大一样，暗物质讲道理和天文里面大部分课题都沾亲带故）。

Euclid 任务规划

2023年7月1日，依靠猎鹰9号火箭进行发射（原计划使用联盟2号火箭，蛾入乌之后改变）。

将用30天左右飞往日地拉格朗日点L2 附近执行后续任务。

任务计划时长六年。

任务期间会在7个460-2000nm的波段对1万5千平方度的天区完成拍摄。其中还有个50平方度的深度场，其实就是来回扫场时的重复区域。叠加多次拍摄就是深度场了。

Euclid 硬件相关

Thales Alenia Space（泰雷兹阿莱尼亚宇航公司，意大利分部）为主体制造商，主要负责卫星主体平台，Airbus 参与合作，主要负责有效载荷，即望远镜部分。

直径约3.1m，长约4.5m，总发射质量2160kg，其中有效载荷（望远镜部分）约 848kg，服务模块约850kg，推挤剂210kg，还有约40kg配重。

整体光学构架属于Korsh Telescope（三曲目反射镜来尽量降低光学像差的一种反射式望远镜设计），主镜面1.2m，视场约 0.5个平方度。