墨子巡天望遠鏡：「十分優異！」
2023-09-21 08:28 作者：齊芳 來源：光明日報 閱覽：
冷湖鎮，位於青海省海西蒙古族藏族自治州茫崖市。秋夜，茫茫戈壁，人跡罕至。仰望，星空璀璨，銀河迢迢，仿佛沿著這條顛簸不平的土路，就能走進銀河、踏入群星。
美景醉人。在海拔4200米的賽什騰山C區，中國科學技術大學天文學系教授姜繼安、中國科學院紫金山天文臺青海觀測站總工程師婁錚等科研人員卻無暇欣賞——他們坐在由中國科學技術大學和中國科學院紫金山天文臺聯合研製的墨子巡天望遠鏡的工作間里，緊盯著排列整齊的電腦螢幕，隨時關注望遠鏡的工作狀態。
墨子巡天望遠鏡是北半球光學時域巡天能力最強的設備，每三個晚上就能巡測整個北天球一次。9月17日，試運行一個月的墨子巡天望遠鏡正式啟用，並交出了第一份「作業」——仙女座星系圖片。中國科學院副院長、黨組成員常進說：「墨子巡天望遠鏡能幫助我們加快實現天文領域更多原創突破，積極搶占天文領域科技制高點，為高水準科技自立自強作出更大貢獻。」
給星空錄像的望遠鏡
墨子巡天望遠鏡是個高10米、重50噸的「大家夥」。總設計師、中國科學技術大學天文學系教授孔旭拿起一根竹竿指點著向記者介紹：「它的主鏡口徑2.5米，中間開孔0.76米，主鏡厚度0.12米，面形平整度優於8納米。主鏡主動光學支撐採用軸向氣壓式54點支撐，觀測波段為320納米至960納米，視場直徑3度，像質可達0.4角秒內能量集中度優於80%。大家可能聽不太明白，簡單說就四個字：十分優異！」
在海拔4200米的地方建天文臺，不是件容易的事。「這裡的海拔、氣壓、溫度變化等都和低海拔地區不一樣，對儀器也有特別的要求，比如普通的硬碟在這兒無法使用，望遠鏡的核心設備CCD相機要能夠在零下100攝氏度穩定工作。」孔旭說，在墨子巡天望遠鏡的製造過程中，中國科學技術大學、中國科學院紫金山天文臺、中國科學院光電技術研究所等集結優勢科研力量，突破許多技術瓶頸。例如，攻克了2.5米大口徑薄鏡面技術，並通過採用主動準直技術和主鏡面形主動矯正技術，實現了主焦裝置軸向定位誤差在2微米以內，對主鏡重力形變和熱形變實時矯正，波前誤差控制在6納米以內；大焦面高精度CCD拼接和超低噪聲低功耗讀出和驅動技術也有進展，「9片9K×9K科學級CCD芯片進行拼接，平整度達到20微米以下，比頭髮絲還細」。
這些「本領」讓墨子巡天望遠鏡成為「北半球最強」，不僅能給星空實時錄像，還能看到以往難以觀測到的、非常暗的天體。孔旭說：「我們用30秒拍攝的一幅圖像的大小為1.76GB，相當於一部高清電影，一晚上可以獲得1.6T的數據，這些數據會實時傳輸到中國科學技術大學和中國科學院紫金山天文臺。歡迎全球天文學家與我們合作，一起解開宇宙的奧秘。」
傳世巡天數據將帶來原創性科學突破
孔旭將墨子巡天望遠鏡取得的數據稱為「傳世巡天數據」。對於天文學而言，數據積累和比較非常重要。「墨子巡天望遠鏡巡天數據疊加，將提供北天球最深的高精度、大天區、多色測光和位置星表，在未來數10年內可用於宇宙中各類天體的證認和系統研究。」
天文學家對墨子巡天望遠鏡的期望遠不只這些，它可以在諸多領域取得突破性原始創新成果——時域天文，如引力波事件電磁對應體等；太陽系天體普查，如尋找第九大行星；銀河繫結構和近場宇宙學，如暗物質本質等。巡天數據還可用於開展近地小行星監測，滿足國家航天安全戰略需求。
孔旭解釋：「比如黑洞潮汐瓦解恆星事件，就是我們想要發現的科學目標之一。理論研究認為，當恆星被黑洞吞噬時，會被黑洞產生的強潮汐力瓦解，並形成一個或多個吸積爆發過程。從觀測上看，就是黑洞周圍忽然產生瞬時的強光。這一現象對黑洞研究非常重要，但是非常難發現。現在有了墨子巡天望遠鏡，我們有信心找出事例，並進行深入研究。」
天文學依賴於觀測，優秀的天文臺址是稀缺資源。青海省海西蒙古族藏族自治州冷湖地區是可以媲美智利北部山區、南極內陸冰穹地區的一流光學觀測基地。據悉，除了墨子巡天望遠鏡，國科學院國家天文臺用於太陽磁場精確測量的中紅外觀測系統AIMS望遠鏡、南京大學時域天文臺TIDO等望遠鏡將相繼在這裡落戶。
中茫茫戈壁中，中國天文學家正在探尋宇宙奇蹟！
（本報記者 齊芳）
美景醉人。在海拔4200米的賽什騰山C區，中國科學技術大學天文學系教授姜繼安、中國科學院紫金山天文臺青海觀測站總工程師婁錚等科研人員卻無暇欣賞——他們坐在由中國科學技術大學和中國科學院紫金山天文臺聯合研製的墨子巡天望遠鏡的工作間里，緊盯著排列整齊的電腦螢幕，隨時關注望遠鏡的工作狀態。
墨子巡天望遠鏡是北半球光學時域巡天能力最強的設備，每三個晚上就能巡測整個北天球一次。9月17日，試運行一個月的墨子巡天望遠鏡正式啟用，並交出了第一份「作業」——仙女座星系圖片。中國科學院副院長、黨組成員常進說：「墨子巡天望遠鏡能幫助我們加快實現天文領域更多原創突破，積極搶占天文領域科技制高點，為高水準科技自立自強作出更大貢獻。」
給星空錄像的望遠鏡
墨子巡天望遠鏡是個高10米、重50噸的「大家夥」。總設計師、中國科學技術大學天文學系教授孔旭拿起一根竹竿指點著向記者介紹：「它的主鏡口徑2.5米，中間開孔0.76米，主鏡厚度0.12米，面形平整度優於8納米。主鏡主動光學支撐採用軸向氣壓式54點支撐，觀測波段為320納米至960納米，視場直徑3度，像質可達0.4角秒內能量集中度優於80%。大家可能聽不太明白，簡單說就四個字：十分優異！」
在海拔4200米的地方建天文臺，不是件容易的事。「這裡的海拔、氣壓、溫度變化等都和低海拔地區不一樣，對儀器也有特別的要求，比如普通的硬碟在這兒無法使用，望遠鏡的核心設備CCD相機要能夠在零下100攝氏度穩定工作。」孔旭說，在墨子巡天望遠鏡的製造過程中，中國科學技術大學、中國科學院紫金山天文臺、中國科學院光電技術研究所等集結優勢科研力量，突破許多技術瓶頸。例如，攻克了2.5米大口徑薄鏡面技術，並通過採用主動準直技術和主鏡面形主動矯正技術，實現了主焦裝置軸向定位誤差在2微米以內，對主鏡重力形變和熱形變實時矯正，波前誤差控制在6納米以內；大焦面高精度CCD拼接和超低噪聲低功耗讀出和驅動技術也有進展，「9片9K×9K科學級CCD芯片進行拼接，平整度達到20微米以下，比頭髮絲還細」。
這些「本領」讓墨子巡天望遠鏡成為「北半球最強」，不僅能給星空實時錄像，還能看到以往難以觀測到的、非常暗的天體。孔旭說：「我們用30秒拍攝的一幅圖像的大小為1.76GB，相當於一部高清電影，一晚上可以獲得1.6T的數據，這些數據會實時傳輸到中國科學技術大學和中國科學院紫金山天文臺。歡迎全球天文學家與我們合作，一起解開宇宙的奧秘。」
傳世巡天數據將帶來原創性科學突破
孔旭將墨子巡天望遠鏡取得的數據稱為「傳世巡天數據」。對於天文學而言，數據積累和比較非常重要。「墨子巡天望遠鏡巡天數據疊加，將提供北天球最深的高精度、大天區、多色測光和位置星表，在未來數10年內可用於宇宙中各類天體的證認和系統研究。」
天文學家對墨子巡天望遠鏡的期望遠不只這些，它可以在諸多領域取得突破性原始創新成果——時域天文，如引力波事件電磁對應體等；太陽系天體普查，如尋找第九大行星；銀河繫結構和近場宇宙學，如暗物質本質等。巡天數據還可用於開展近地小行星監測，滿足國家航天安全戰略需求。
孔旭解釋：「比如黑洞潮汐瓦解恆星事件，就是我們想要發現的科學目標之一。理論研究認為，當恆星被黑洞吞噬時，會被黑洞產生的強潮汐力瓦解，並形成一個或多個吸積爆發過程。從觀測上看，就是黑洞周圍忽然產生瞬時的強光。這一現象對黑洞研究非常重要，但是非常難發現。現在有了墨子巡天望遠鏡，我們有信心找出事例，並進行深入研究。」
天文學依賴於觀測，優秀的天文臺址是稀缺資源。青海省海西蒙古族藏族自治州冷湖地區是可以媲美智利北部山區、南極內陸冰穹地區的一流光學觀測基地。據悉，除了墨子巡天望遠鏡，國科學院國家天文臺用於太陽磁場精確測量的中紅外觀測系統AIMS望遠鏡、南京大學時域天文臺TIDO等望遠鏡將相繼在這裡落戶。
中茫茫戈壁中，中國天文學家正在探尋宇宙奇蹟！
（本報記者 齊芳）
