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乌鲁木齐南山观测站全景
南山基地二期效果图
新疆第十五届情系苍穹青少年天文冬令营
日本国立天文台参观南山基地
远处雪峰高耸、山峦起伏,近处松林环抱、绿草成荫;白天牛卧草滩、马饮冰河,夜晚天空澄澈、银汉高悬。澳门赌场新疆天文台南山观测基地(以下简称南山观测基地)就坐落在这样的美景中。
南山观测基地距离乌鲁木齐市区60公里,坐落在天山北麓的山前台地上,属乌鲁木齐县甘沟乡,海拔2080米。基地占地面积2.2万平方米,是国家天文台五大观测基地之一,承担着我国天文观测与研究、开展国际交流合作的重要任务,是我国最重要的天文观测基地之一。
星空下的望远镜
基地安装着25米射电望远镜、40厘米光电望远镜、18厘米太阳色球望远镜,以及1米大视场光学望远镜等众多天文观测设备。无与伦比的晴夜数量和远离都市污染的观测条件,使得这里成为无数天文科研工作者和爱好者的“圣地”。
射电望远镜就如同一台庞大的“收音机”,天文学家就用这个“收音机”来“聆听”来自遥远天体发出的无线电磁波,进而可能分析研究这个天体的物理特性、运动特征、化学成分以及演化规律等。
去年,25米的南山射电望远镜在“服役”20年后,首次进行改造升级。这部大型望远镜的外形极像一口架起的大锅。新疆天文台研究员艾力·玉苏甫向记者介绍说:“这口‘大锅’由304块面板排列成6圈组成,最里面一圈有16块面板,最外面一圈有64块面板,每块面板平均面积达近2平方米,光将老化的面板拆除再将新面板重新拼接就历时近一个月。”
因“大锅”太大,仅镜头面积就达490平方米,比一个标准篮球场还要大,重达40吨。为将镜头吊装成功,科研人员启用全疆最大的吊车,吊车重达450吨,工作6天才完成。
这台25米射电望远镜由天线系统、接收机系统、终端系统、时间频率系统组成,有8个观测波段,不仅可以进行单天线的天文观测,而且可以参加相距数千公里之遥的不同地区多架射电望远镜同时进行的联合观测,即甚长基线干涉测量(VLBI)。
科研人员告诉记者,25米射电望远镜是国际同口径望远镜中观测最繁忙、科研产出最多的设备之一。它承担着重要的国际合作及国内重大课题的天文观测任务,目前是欧洲甚长基线干涉网(EVN)、国际动力测地网(IVS)、俄罗斯低频VLBI网(LFVN)和东亚VLBI网四个国际合作组织的正式成员。参加了11项国际合作计划,承担着国家“攀登计划”、大科学工程、绕月工程、火星探测、国家自然科学基金课题、澳门赌场基础研究重点项目以及多项单天线国际合作天文观测研究任务和项目。
艾力·玉苏甫介绍说,射电望远镜是观测和研究来自天体或人造卫星的无线电波的基本设备。目前,国内承担探月工程VLBI测轨系统的射电望远镜共有4部,分别建在上海、北京、昆明和乌鲁木齐。其中,乌鲁木齐市南山观测基地的25米射电望远镜因其建址条件好,无线电干扰少,已对300多颗脉冲星进行长期监测,形成国内唯一的脉冲星脉冲到达时间数据库。
科研与科普完美结合
除了“大锅”之外,南山观测基地还安装有40厘米精密光电望远镜系统、GPS数据接收系统和太阳色球望远镜等,建有“射电天文研究室”“光学天文与技术应用研究室”和“应用天文研究室”。一批科研人员在这里从事着观测与研究活动,美国、荷兰、澳大利亚、日本、德国、英国、意大利、俄罗斯、瑞典等国家的科学家也不断来到这里进行国际科学研究与交流活动。
在新疆天文台台长王娜看来,新疆的特殊气候条件与地理位置,造就了它特殊优势。在这里,可观测晴夜多,水汽含量低,无线电干扰少,加之微波接受机技术、数字终端机技术的积累,使得新疆天文台无论在环境、地理,还是技术、状态、实测等诸多方面都具有其他天文观测机构难以匹敌的优势。
在深空探测和新疆的边防安全等方面提供技术支撑,是新疆天文台的重要定位之一。据介绍,南山观测站圆满完成了嫦娥一号和嫦娥二号的卫星定轨观测,并同时实施了嫦娥三号卫星定轨观测任务。
目前,南山观测基地的观测任务主要有三方面:其一,承担国内“嫦娥”工程的探月任务;其二,承担疆内外天文课题研究;其三,和国外联合进行天体测量等方面的研究。
围绕射电天文研究方面,新疆天文台拥有脉冲星、恒星形成与演化、星系宇宙学、高能天体物理、天体化学等多个研究团组;在光学天文及应用研究方面,也搭建了空间目标与碎片、光学天文和太阳物理研究团组。
“我们注重理论与实际相结合,室内授课和野外实测相结合。”王娜告诉《中国科学报》记者,“同时,我们的南山观测基地已经成为包括北大、清华、南京大学等在内的众多名校的实习基地。”
而从1994年起,南山观测基地就承担了普及天文科学知识的任务,是新疆自治区、乌鲁木齐市的青少年科普、科技教育基地,常年面向社会公众开放。
基地有可接待五十人下榻的宿舍,还有成果展厅、科普影片放映厅、使用面积200平方米的食堂(兼做科普活动中心,配有80套课桌椅)等设施。
到了夜晚,南山观测基地高海拔、多晴夜、少光污染的独有天空条件优势尽显,为星空爱好者们提供了极好的观测环境。基地为游客免费提供15厘米的望远镜以及经纬仪进行观测。在专业人员的指导下,这里可以看到无与伦比的美妙星空。
首批全国中小学科普教育社会实践基地名单中,南山观测基地就名列其中。南山观测基地充分利用观测设备等资源,面向中小学生开展了“情系苍穹”青少年天文冬令营、夏令营及特殊天象观测等科普活动,每年接待科普教育的中小学生、天文爱好者及社会公众近万人次。
守住寂寞仰望星空
自古以来,人类仰望星空,充满敬畏,一直在孜孜不倦地探索苍穹的无尽奥秘。
艾力·伊沙木丁和哈尔肯·叶生别克,他们分别是维吾尔族和哈萨克族的第一位天文学博士,都毕业于北京大学。艾力是这里的科研负责人,开朗而健谈。对于南山观测基地的科研成绩,他非常自豪,南山观测基地曾因观测到星云大爆炸在国际上引起轰动,在天宫一号观测中,是观测成绩最好的站之一。现在,南山观测基地正在成为宇宙碎片观测的重要基地。与哈尔肯交谈,他对南山观测基地未来的科研充满信心,他表示,由于小时候学习的是俄语,而汉语发音不够好,他在努力补习汉语与英语。
南山观测基地常年积雪,这里没有手机信号,平时都是静悄悄的,之间延绵起伏的山峦,整个工作生活区域就在几十平方米的山头上,一天又一天,一年又一年。天文观测是一份寂寞的事业。对于南山观测基地的科研人员来说,守住寂寞,才能有辉煌的事业。
(原载于《中国科学报》 2015-05-18 第8版 平台)
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