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        中國(guó)“雪龍?zhí)枴钡?2次南極科考隊(duì)將盡力修復(fù)清華南極巡天望遠(yuǎn)鏡AST3-2

        2015-03-21 05:59:12公堅(jiān)及第
        物理與工程 2015年6期
        關(guān)鍵詞:巡天極地天文

        2015年11月7日中國(guó)“雪龍?zhí)枴睒O地科學(xué)考察船于上海順利啟航,近日經(jīng)停澳大利亞Fremantle港(位于Perth西南19km)各類(lèi)必備物資補(bǔ)給之后,將繼續(xù)開(kāi)赴南極洲進(jìn)行中國(guó)第32次科學(xué)考察.“雪龍?zhí)枴贝诵羞€將同時(shí)協(xié)助澳大利亞將貨物從Fremantle運(yùn)送至位于南極洲萬(wàn)賽訥灣(Vincennes Bay)的澳洲永久考察站 Casey Station.11月28日晚間,“雪龍?zhí)枴币呀?jīng)成功穿越以風(fēng)強(qiáng)浪高流急險(xiǎn)象環(huán)生著稱(chēng)的西風(fēng)帶(緯度40度至60度之間),安抵南極浮冰區(qū),正在繼續(xù)朝南極中山站挺進(jìn).2014年11月18日下午,在澳大利亞塔斯馬尼亞州(Tasmania)首府霍巴特(Hobart)訪問(wèn)的中國(guó)國(guó)家主席習(xí)近平在澳大利亞總理阿博特(Tony Abbott)陪同下,視察了當(dāng)時(shí)正在當(dāng)?shù)馗劭谶M(jìn)行物資補(bǔ)給的“雪龍?zhí)枴笨茖W(xué)考察船,慰問(wèn)了中國(guó)第31屆南極科學(xué)考察隊(duì)全體成員.

        這回中國(guó)第32次科考出征在南極洲冰穹A(Dome A;海拔4000m以上)的主要天文儀器任務(wù)是盡全力修復(fù)自2015年初安裝以來(lái)一直未能正常運(yùn)行的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡AST3-2(曾在中國(guó)東北黑龍江省漠河縣測(cè)試運(yùn)行過(guò)).清華大學(xué)斥資修建“南極巡天望遠(yuǎn)鏡”AST3-2(Antarctic Survey Telescopes).清華大學(xué)、中國(guó)南極天文中心、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)三方合作簽字儀式于2011年3月16日在清華大學(xué)物理系舉行,委托中國(guó)科學(xué)院南京天文光學(xué)技術(shù)研究所負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)制造安裝運(yùn)行AST3-2.AST3-2主鏡口徑為68cm,有效通光口徑為50cm,具備指向跟蹤和自動(dòng)調(diào)焦等功能,配備的單片CCD相機(jī)像素達(dá)1億.2014年10月30日AST3-2由中國(guó)第31屆南極科學(xué)考察隊(duì)從上海啟程攜帶前往南極冰穹A.目前對(duì)AST3-2儀器故障的初步判斷包括供給觀測(cè)窗口自動(dòng)去霧除霜的能源裝置未能在整體設(shè)備重啟后正常工作和遠(yuǎn)程控制望遠(yuǎn)鏡指向在若干特定方位上有異?,F(xiàn)象.現(xiàn)在計(jì)劃于2016年1月在南極冰穹A就地整體替換相關(guān)部件,帶回南京后認(rèn)真核查檢驗(yàn)被取代部件;另一項(xiàng)極為重要的挑戰(zhàn)性任務(wù)是在當(dāng)?shù)卮_保長(zhǎng)于一年時(shí)間的整體設(shè)備能源供給.

        成立于南京紫金山天文臺(tái)的中國(guó)南極天文中心在近若干年內(nèi)準(zhǔn)備在中國(guó)南極天文臺(tái)(南緯80°25′01″,東經(jīng)77°06′58″,海拔 4087m)實(shí)施整體AST3項(xiàng)目,計(jì)劃在南極內(nèi)陸冰蓋最高點(diǎn)冰穹A(海拔4093m)西南約7.3km附近區(qū)域安裝3臺(tái)有效觀測(cè)口徑50cm的大視場(chǎng)折反射巡天望遠(yuǎn)鏡,分辨率為1角秒,配備不同的濾光片,主要用于搜尋銀河系外的超新星爆發(fā)事件,同時(shí)尋找亮度瞬間變化的天體,如災(zāi)變星、星震、微引力透鏡效應(yīng)、系外行星系統(tǒng)等;此外,還將搜尋各類(lèi)天體變?cè)?,包括活?dòng)星系核、銀河系內(nèi)的各類(lèi)變星等.南極天文觀測(cè)具有特殊的優(yōu)勢(shì),但就光學(xué)波段觀測(cè)而言,南極光卻是無(wú)法回避的“極夜光污染”.未來(lái),中國(guó)還將在南極昆侖站安裝包括口徑更大的光學(xué)紅外巡天望遠(yuǎn)鏡(KDUST;南極昆侖暗宇宙巡天望遠(yuǎn)鏡)等.中國(guó)的首臺(tái)全自動(dòng)無(wú)人值守“南極巡天望遠(yuǎn)鏡”AST3-1(2011年10月14日在紫金山天文臺(tái)盱眙觀測(cè)站調(diào)試成功),2011年10月19日在上海登上“雪龍?zhí)枴睒O地科考船,于2011年11月3日乘“雪龍?zhí)枴备S中國(guó)第28次南極科考隊(duì)從天津出發(fā)奔赴南極.AST3-1于2012年初安裝后,工作了一個(gè)多月(700多個(gè)小時(shí))后便停止運(yùn)行至今.按目前的南極冰穹A設(shè)備修復(fù)工作計(jì)劃安排,在無(wú)足夠充分能源供給的情況下,在2017年春之前,AST3-1和改造升級(jí)后的CSTAR都仍然無(wú)法長(zhǎng)期操作運(yùn)行.

        南極的與空間的實(shí)驗(yàn)儀器項(xiàng)目的實(shí)施困難程度相當(dāng),極地條件非常特殊,須從長(zhǎng)計(jì)議,亟需大體積超低溫制冷空間可調(diào)并設(shè)有透射窗口的實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置環(huán)境.各種空間實(shí)驗(yàn)儀器同樣需要此類(lèi)空間可調(diào)測(cè)試裝置環(huán)境來(lái)檢測(cè)超低溫時(shí)不同大小的設(shè)備性能.此次在南極冰穹A修復(fù)清華“南極巡天望遠(yuǎn)鏡”AST3-2任務(wù)非常艱巨,工作壓力大,僅有兩名工作人員(南京天文光學(xué)技術(shù)研究所和天津大學(xué))戮力并肩協(xié)作,在大氣稀薄高海拔低氣壓缺氧氣寒冷異常的極地條件下,實(shí)際可工作時(shí)間只有20幾天.清華大學(xué)的全自動(dòng)無(wú)人值守南極巡天望遠(yuǎn)鏡AST3-2能否在2016年絕地逢生,持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定正常運(yùn)行,挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存!

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