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南京“千里眼”年底登顶南极 望远镜将随后登陆

  南京造“千里眼”年底上南极顶峰

  昨日,在南京举行的“2007星空大会”上,南京天文光学技术研究所崔向群所长向广大天文爱好者透露,由南京研制的4×14.5厘米的测光望远镜,作为首批进入南极内陆制高点的天文仪器,将在今年年底运到南极最高点———冰穹A,进行天文选址和试观测。

  极峰千里眼南京制造

  2004年底至2005年初,我国南极科考队首先到达南极最高点———海拔4093米的冰穹A(DomeA),引起了全世界的广泛关注,天文界尤甚,因为南极内陆的特殊气候条件,最适合天文观测。于是,我国开始研制南极天文观测仪器,利用在冰穹A建立南极内陆科考站的良机,计划今年在冰穹A安放小望远镜,进行天文选址和试观测。南极天文仪器的研制工作由南京天光所的专家承担。

  据南京天文光学技术研究所所长崔向群介绍,首批进入南极内陆的天文观测望远镜,是一种小望远镜,入瞳直径14.5厘米,有效口径10厘米左右,主要用于大气消光和天光亮度的测量,以及变星和系外行星的搜索,还有亮的超新星的观测。“这种望远镜别看它口径小,其性能一点都不差,几乎可以和同类型任何其他望远镜相媲美。”崔向群说,“这次将小望远镜送入冰穹A,目的是为后期建立大型望远镜阵探个路。”

  南京专家将护送仪器上南极

  将天文仪器放到南极,不同于通讯卫星飞天,是需要科学家同行安装和调试仪器的。南京造的仪器,是否会让南京专家同行呢?据南京天光所所长兼中国南极天文中心副主任崔向群研究员透露,南京天文专家进入南极科考的几率比较大。

  “根据安排,天文仪器进入南极冰穹A,需要两个天文专家随行,初步选定了四个候选人,南京紫金山天文台和南京天光所各有一人入选。”崔向群说,“考虑到身体原因以及途中相互照应便利等,候选人都锁定为男同胞,所以说,这次我是没机会去的,但按4比2的推算,南京专家随行的概率还是挺大的。”

  “巨无霸”望远镜将随后登陆

  “如果这次小望远镜在冰穹A安装成功,下一步的计划是建大视场望远镜阵。”专家透露说,按照南极望远镜的总体计划,近期目标是,运送14.5厘米测光望远镜到南极探路,紧接着在冰穹A安放50厘米的大视场望远镜样机,下一步要在冰穹A建一个400架50厘米望远镜阵,和2米级的LAMOST型大视场巡天望远镜。远期计划,是在冰穹A放一架8 16米的LAMOST类型的大视场大口径望远镜。

  “下一步计划,50厘米的大视场望远镜样机,也将由南京制造,预计明年开始生产,目前正在研发阶段。”崔向群透露说。

  后年南京可见“天狗食日”

  昨日,记者从在南京举行的“2007星空大会”上获悉,2008年和2009年我国将发生两次日全食天象,这将是百年一遇的,其中2009年日全食,南京市民也有机会观测。

  在“2007星空大会”上,南京大学天文系、南京紫金山天文台等多位专家同时作出这样的预测:2008年8月1日18时20分左右发生日全食,我国洛阳、嘉峪关、三门峡、运城等十多个城市居民将可看到日全食的壮观景象,全食过程,即太阳被完全遮住,将持续2分钟左右。由于这次日全食带主要经过我国西北地区,南京市民可能观赏不到这一罕见景象。

  不过,专家表示,2008年日食过后,2009年7月22日,我国还将发生一次更为壮观的日全食,此次日食发生于当天上午8点多,全食带将经过我国人口稠密的长江流域,南京、上海、杭州、武汉、成都、重庆等40多个城市都将能观赏到这次日全食。与2008年的日全食相比,此次日全食发生的范围更广,持续时间也更长,将达到5分多钟。

  舍近求远,为何要去南极

  南极环境如同空间站

  我国天文台和天文观测点为数众多,为何要花费那么大的精力将天文观测点移到南极?据专家介绍,南极内陆有着地球上独特的地理位置,最好的大气透明度,以及冬季连续3到4个月观测机会、较低的风速和较宽的电磁波段有利于天文观测的其他条件等等,对天文观测来说,如同宇宙空间观测站。“建立宇宙空间观测站,不仅花费巨大,而且技术难度高,近期难以实现。”南京紫金山天文台的专家说,“如果将南极作为天文观测新的窗口,可以解决现代天文中最重要的问题,如:空间目标与碎片监测及监测预警,早期宇宙和宇宙中暗能量的本质研究,类地行星的起源等关系到生命的起源,地球,恒星系统和宇宙的起源等科学问题研究。”冬季千里眼可全天工作南京天光所的崔向群所长说,在南极冰穹A发展天文学研究和架设望远镜具有多种优势,一是观测范围广,效果佳,同时南极的天空视角大,适合监测地球卫星、空间碎片和小行星。二是风速小、地震少,有利于简化望远镜的设计,降低望远镜的造价。三是空气干燥、尘埃少,可大大减少望远镜的镀膜次数,提高光学观测效率。四是南极在冬季全是黑夜,可对南天区进行3到4个月的连续观测,特别适合星震测量、太阳系外行星搜索等需长时间连续观测的项目。五是,水汽含量少,红外背景辐射少。

  千里眼上南极,怎么走

  【线路】“千里眼”到南极要分三步走

  南京制造的天文仪器怎样才能到达南极制高点?据专家介绍,其路径共分三步。第一步是用陆用或空用运载工具,将仪器送到上海;第二步是用“雪龙”号破冰船,将仪器送到位于南极边缘的中国中山站;第三步,用雪地车将仪器送到冰穹A。

  据崔向群所长分析,南京到上海的第一步相对比较容易,只要做好正常的防碰撞措施就可以了。但第二步和第三步难度比较大,不可预料的因素太多,破冰船是否能安全到达中山站,从中山站到冰穹A有无意外,运送途中仪器会不会遭碰撞等等,都在一定程度上影响仪器安全抵达。

  【座驾】“雪龙号”破冰船已整装待发

  据专家介绍,天文仪器运送到南极最高点,路线最长的一段是上海到南极中山站,沿途要经大海和冰洋,而承担这一线路运输任务的又是“雪龙”号破冰船。为了准备今年10月底到11月初远航,去年,“雪龙”号破冰船经过一次大规模的检修,目前,“雪龙号”检修完毕,整装待发,停靠在上海浦东,赋予它的又将是一次历史性的考验,我们共同祝愿“雪龙号”成功起航和胜利归来。

  【运输】运一桶油上极峰要耗一车油

  南极内陆气温低,积雪深,即便是平地行走,也非常不易,要想把天文仪器从地面运送到4093米高的冰穹A,难度是可想而知的。

  “南极科考队首上冰穹A,是从中山站出发的,到达冰穹A,行程是1250公里,区区千里路,在雪地车的帮助下,科考队员还是花了29天的时间,才到达目的地。”崔向群所长说,“如果要将一桶汽油从南极边缘的中山站运送到内陆制高点冰穹A,需要用一车汽油作为动力保障,其难度是可想而知的。”

  【安装】冰水混合物当水泥用

  把仪器送到冰穹A之后,怎样安装和固定?据专家介绍,南极冰穹A常年气温在60°到90°C,在这种条件下,水泥不易凝固,无法正常使用。

  既然,在冰穹A上无法使用水泥,专家采用什么措施来安装仪器呢?“没有水泥,用冰就行,在常年低温的环境中,冰水混合物就是水泥。”崔向群说,“这个问题,我们一开始考虑的解决方法很多,但代价高,还费事,最后,我们在仪器的脚架上做了些手脚,在每个脚架底部安上一块金属片,然后在冰上打洞,将支架放入洞中,垫平后,用冰水混合物浇筑。”

  视力检查

  望远镜表现良好

  南京天文光学技术研究所所长崔向群透露说,首批进入南极内陆制高点的天文仪器———4×14.5厘米的测光望远镜,目前已在南京研制成功,成品仪器已经面世。鉴于南极内陆气候条件与我国大陆差异较大,新鲜出炉的南京天文仪器,必须经过一系列的测试,才能送到南极。

  “成品仪器制造出来后,在南京进行了一系列的试验室调试,确认无误。被送到盱眙天文观测站进行首次‘上岗’测试,目前已通过了首批测试。”崔向群说,“下一个目标是兴隆天文观测站,如果4×14.5厘米测光望远镜在兴隆天文观测站进行第二轮测试成功的话,将在今年10月底到11月初,由上海起程,运往南极。”

  保温箱南极享受南京温度

  众所周知,南极终年积雪,气候异常寒冷,普通光学仪器在这样的自然条件下很难正常工作。为了应对南极的特殊气候,使天文望远镜能正常工作,专家特意给南极望远镜设计了一个“保温箱”———镜头的除雪装置和镜身的保温装置。

  “光学仪器材料散热快的习性,决定了望远镜的镜头温度要比周围的气温低,使得天文望远镜在寒冷的环境中进行野外观测时,镜头容易出现结冰。”南京天文光学技术研究所所长崔向群分析说,“南极气候比南京要冷得多,更要考虑仪器镜头结冰的问题。经过反复研究,技术人员为镜头设计了一个特殊的除雪装置,同时为镜身打造了一个‘保温箱’,用以仪器整体保温。”

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