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国内南极营口站首台光学望远镜,南极亮星巡天

日期:2019-10-02编辑作者:科技之门

BSST望远镜口径300mm,视场4.8度,实现了多波段,大视场的观测。望远镜充分考虑了南极的极端运行环境,具有镜面防霜、精密调焦、滤光片切换和自动指向跟踪功能,实现了无人值守的全自动运行。BSST望远镜于2013年12月开始研制,2015年4月-6月,在云南丽江高美古观测站进行了为期2个月的试测试,对望远镜的整体性能进行了测试。2015年10月,望远镜通过“雪龙”船运往南极中山站。BSST望远镜在中山站观测,不但测试望远镜应对极端环境的能力,而且要发挥中山站在南极昆仑站天文的支撑和保障作用。

在那里,它将面临海拔4087米、零下80摄氏度的极端“考验”。在那里,它也将获得长达3个月冬季极夜的绝佳观测条件,探索星空,搜寻“另一颗地球”。

“但是,昆仑站的保障能力还需要进一步发展和完善,才能更好地满足大型天文设备的运行需求。”姜鹏表示。

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从南极中山站实时传回南京的照片中,记者看到,望远镜“个头”与人接近,它建在中山站屋顶上,有六角形密封钢架“贴身”保护,回传数据“任务”繁重。

据了解,BSST由中科院国家天文台南京天文光学技术研究所(以下简称南京天光所)负责主体设备、中国科学技术大学负责相机和远程控制系统研制、中国极地研究中心负责运行观测。科研人员利用其拍摄了杜鹃座47球状星团,效果非常理想,从而标志着该望远镜正式在南极中山站投入实际观测。

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图:南极亮星巡天望远镜

“昆仑站位于南极冰盖最高点上。多年来,科学家通过理论预测和实践测量已充分证明:昆仑站所在地很可能是地球上观测条件最好的天文台址之一。”姜鹏介绍说,相较于中山站,昆仑站有着接近空间观测的极佳视宁度,以及超过90%的晴夜数和极长的极夜连续观测窗口。这些绝佳的客观条件,也让昆仑站成为地球上难能可贵的理想天文观测点。

4月1日,经过十几天艰苦的安装调试之后,“南极亮星巡天望远镜”在中国南极中山站正式实现初光,用BSST望远镜拍摄了杜鹃座47球状星团,效果非常理想,这标志着BSST正式在南极中山站投入实际观测。BSST望远镜由中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所、中国科学技术大学和中国极地研究中心联合研制,南京天光所负责望远镜主体设备的研制,中国科大负责相机系统和远程控制系统,极地中心负责运行观测。BSST望远镜是首台安装于南极中山站的光学望远镜,主要科学目标是利用极夜连续观测窗口进行24小时不间断监测,研究天体目标变化规律,这是其它天文台址不能实现的观测模式。

曾2次出征南极的南京天光所副研究员杜福嘉,是该项目组组长。他告诉记者,由于缺乏从地球南半球追寻系外行星的望远镜,目前发现的系外行星,多数位于南纬60度以下。为此,BSST在地球最南端的南极“安家”。

“亮星”开启搜寻系外行星新旅程
我国南极中山站首台光学望远镜“进驻”

BSST拍摄的杜鹃座47球状星团

正在中山站越冬值守的中国极地研究中心副研究员姜鹏,通过卫星电话向记者介绍,BSST“借助”极夜进行24小时不间断监测,这是其它天文台址不可能实现的。它将追寻可供“太空移民”的宜居星球,为行星起源、生命演化提供科研数据。

虽然BSST已在中山站开展工作,但中山站并非其最终目的地。为此,南京天光所副研究员、BSST项目组组长杜福嘉向记者表示,计划让该望远镜在中山站观测两年后,将其部署到昆仑站,继续开展运行工作。

BSST在中山站

中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所6日发布消息称,中国在南极中山站投用的第一台光学望远镜——“南极亮星巡天望远镜”出光,拍摄到璀璨明亮的杜鹃座星团,并正式投入实际观测。

但姜鹏也毫不讳言地表示:“BSST未来将面对南极的极低气温、低气压等不利条件,例如昆仑站极夜情况下平均温度为零下60摄氏度,最低温度为零下86摄氏度,气压仅有0.5个大气压。此外,该望远镜未来还要经历电力紧张等其他方面的严峻考验,而且还要实现无人值守的自动运行能力。”

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BSST口径为300mm,能实现多波段、大视场的观测。2013年12月,科研人员启动望远镜研制,在云南进行试观测后,于2015年10月将其运往南极中山站。2016年3月,望远镜在南极中山站安装,并成功出光。

■本报见习记者 马卓敏

安装于南极中山站的BSST

届时,中国在南极昆仑站投用的望远镜将达4台,数量居世界前列。并且,4台望远镜均能实现无人值守的全自动化远程操作观测。

“BSST能被科研人员专注利用,将极大地弥补我国在南极地区开展太阳系外行星搜寻工作的不足。”正在南极中山站越冬值守的中国极地研究中心副研究员姜鹏告诉《中国科学报》记者。

BSST的最终安装地点是南极昆仑站(S80º25’01” E77º06’58”),因为过去十几年的研究结果表明,南极昆仑站由于其独特的地理位置,非常适合于光学天文观测,如极佳的视宁度、低的大气边界层、连续黑夜等。从2008年开始,我国天文学家陆续在南极昆仑站从事天文设备的安装和天文观测。实际的台址监测和望远镜观测结果表明了昆仑站台址的优越性。但是南极昆仑站自然环境恶劣,最低温度达到了-80°C,海拔4087米,这对望远镜的正常稳定运行影响极大。针对南极恶劣的环境条件,科研人员对BSST望远镜的各个系统进行了优化设计并进行了严苛的试验,顺利完成各项功能。

望远镜目前在南极临海的中山站“过渡”中转。它的最终目的地,是距离中山站1200多公里、深入南极内陆的昆仑站。

未来面临诸多考验

杜福嘉介绍说,目前,中国在昆仑站已投用2台南极巡天望远镜、1台“CSTAR中国之星”小口径望远镜。BSST拟于明年启程“搬家”至昆仑站。

搜寻太阳系外行星

和已在南极昆仑站“服役”的两台“南极巡天望远镜”、1台“CSTAR中国之星”小口径望远镜相比,BSST的最大不同之处在于:其是我国专门用作搜寻太阳系外行星的望远镜。

“将BSST驻扎在中山站开展天文观测任务,也是从筹建和发展一个昆仑站天文观测后勤保障基地的角度进行的考量。”姜鹏表示。

中山站不是最终目的地

如今,我国天文学家在南极望远镜的设计和运行上已积累不少有益的经验,BSST团队也因此受益匪浅。

经过十几天艰苦的安装调试,“南极亮星巡天望远镜”日前在我国南极中山站正式实现初光。

姜鹏表示,科学家可通过它,充分利用南极的极夜优势。“太阳系外行星搜寻工作是目前国际天文学最热门的研究方向,而BSST就是要通过观测行星对其宿主恒星的周期性凌星现象以及所引起的恒星亮度周期性变暗,进一步探测行星。”

《中国科学报》 (2016-04-11 第1版 要闻)

姜鹏介绍说,BSST是目前我国在南极中山站投入使用的第一台光学望远镜,其主要科学目标是搜寻太阳系外的行星。

而在这方面,作为我国南极内陆考察的中转枢纽,中山站的保障能力和人员配置要相对完善。

反过来,杜福嘉认为,BSST的运行同样将为我国南极天文设备的设计和观测提供更多宝贵经验。

“BSST能让人类观测到太阳系外的行星,并且得到之前人类无法观测到的天文图像。”姜鹏介绍说,该望远镜在南极冬季极夜期间,可实现对恒星不间断的观测。通过这样的连续观测,可大大提高科学家探测周期性光变的效率,也就能相应地提高人类探测行星的效率。

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