中國“巡天”笑傲南極冰蓋之巔

巡天望遠鏡裝上雪橇准備向昆侖站進發，科考隊員在雪橇前留影。

　　南緯80度25分01秒，東經77度06分58秒，海拔4087米，實測氣溫零下30多攝氏度，這裡是中國南極昆侖站。像往年一樣，當這裡天邊不落的夏日驅走極度的嚴寒，透出些許“暖意”的時候，一批懷著火熱科研熱情的中國南極科考隊如期抵達。他們將以此為大后方，再次挺進昆侖站東北方向約7.3公裡處的號稱“不可接近之極”南極內陸冰蓋制高點（Dome A，也譯作冰穹A），而他們此行的重要任務之一就是要在那裡安裝中國自主研發的首台全自動無人值守望遠鏡——南極巡天望遠鏡AST3。

　　冰蓋制高點的誘惑

　　對天文學家來說，Dome A絕對是個“誘惑”，那裡可以說是一個“准空間”環境，進行天文觀測有得天獨厚的優勢。對此，中科院極地科考首席科學家劉小漢解釋說，那裡大氣透明度、明淨度和干燥度都特別高，大氣抖動集中在地面以上十幾米內的空間，在此之上十分穩定，隻要把天文望遠鏡架射在距地面十幾米高的地方，基本可擺脫大氣抖動的干擾。實踐証明，Dome A的大氣環境對於天文觀察來講，堪比哈勃太空望遠鏡，某些波段比哈勃望遠鏡效果還好。中國南極天文中心主任王力帆也表示，經過5年觀測，現已確認南極冰穹A區域是地面上最好的天文觀測台址。

　　正是基於這一點，在我國率先登頂Dome A並建立南極昆侖站之后，南極天文觀測就成為我國南極科考重點之一。經過幾年努力，我國已經在該地搭建起南極天文科考支撐平台，安裝了天文自動觀測站（ＰＬＡＴＯ）、小型光學天文觀測望遠鏡陣（ＣＳＴＡＲ）以及傅裡葉變換頻譜儀（ＦＴＳ）等天文設備。

　　與之前的觀測設備相比，即將安裝的南極巡天望遠鏡功能更強大，王力帆介紹說，“巡天”是我國自主研發的首台全自動無人值守望遠鏡，其主鏡直徑達68厘米，有效觀測口徑50厘米，分辨率為1個角秒，裝備有目前世界上最大的單片電荷耦合器件，一幅圖視場大小可以裝50個月亮（普通望遠鏡隻能看到月亮上幾百分之一的區域），24小時即可覆蓋整個天空，觀測數據現場儲存，部分實時傳回國內。根據計劃，在該地將陸續安裝３台“巡天”，組成一個望遠鏡陣。

　　有望帶來天文學革命

　　即將屹立於南極冰蓋制高點上的“巡天”望遠鏡陣可謂“重任在肩”，王力帆介紹說，它們組成的觀測系統主要科學目標是做超新星研究，以及利用微引力透鏡效應搜尋太陽系以外行星，實際上，“巡天”有望成為地面上最強大的系外行星搜尋系統之一。此外，這套觀測系統還可用來發現瞬變源和特殊天象。這些觀測涉及國際天文前沿領域，有望得到令人驚喜的發現，從而帶來一場現代天文學革命。

　　“巡天”採用了我國創新設計的折反射大視場光學系統，將是首台南極內陸可遠程控制、具備指向跟蹤與自動調焦功能的天文光學望遠鏡，並配備了目前世界上最大的單片高精度的CCD相機。

　　“巡天”凝聚了相關領域專家學者的大量心血。負責制造望遠鏡的南京天文光學技術研究所研究員袁祥岩介紹說，為適應南極地區極端的自然環境，這架望遠鏡在鏡頭、結構、材質等方面都進行了特殊設計。主鏡裝備有自動除霜系統﹔光路結構進行了優化，較為短小緊湊，方便運輸﹔材質方面大量使用低溫鋼和膨脹系數較低的材料﹔其它如變壓器、齒輪等電控系統也都按照南極低溫環境要求設計制造，可實現遠程操控，全自動無人值守觀測。

　　穿著笨重的防寒服裝，戴著厚厚的手套，安裝調試如此精密的天文儀器，在Dome A極端惡劣的環境下，使“巡天”如期屹立南極冰蓋之巔無疑是一個很大挑戰。而這個任務就落在中科院南京天文光學技術研究所的杜福嘉、李正陽、張毅和來自中國科學院國家天文台的胡義身上，他們將在20天左右的時間裡，完成這台大型天文儀器的安裝和調試。為了提高工作效率，4人做了具體分工，分頭負責電氣控制、機械安裝、光學調試和數據處理。

　　建設天文學研究強國

　　根據計劃，“巡天”將於2012年4月正式“服役”。而根據中國南極天文台發展路線圖，在未來數年，我國還計劃在南極“冰蓋之巔”安裝多台大口徑、探測能力強的太赫茲望遠鏡和光學紅外望遠鏡。面向南極天文台大科學裝置的建設目標，我國現已啟動了5米太赫茲望遠鏡和2.5米光學紅外望遠鏡的部分預研，並開展了進行部分關鍵設備的預制工作。可以預見，我國天文學研究實力將隨之大大增強。

　　“南極地區連續數月的極夜觀測條件以及天氣情況，利於長時間連續觀測，這架望遠鏡將使我國在時域天文學方面取得國際領先地位。”王力帆這樣評價“巡天”登頂Dome A給我國天文學研究帶來的新的發展機遇。

　　中國在南極天文方面所取得的成績已經得到了世界天文學界的認可。中國南極天文中心常務副主任馮瓏瓏說，目前美國、法國、澳大利亞等國家的天文學家紛紛與我們聯系，要求進行合作。對此，我們當然表示歡迎並積極參與，因為“可以與國外天文學界互享觀測數據，這對整個天文學的發展非常有益”。（本報記者　張保淑）

　　（圖片均來自中國南極天文中心）