精品邹城一中天文爱好者系列之南极天文台望远镜Word格式.docx

精品邹城一中天文爱好者系列之南极天文台望远镜Word格式.docx

《精品邹城一中天文爱好者系列之南极天文台望远镜Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精品邹城一中天文爱好者系列之南极天文台望远镜Word格式.docx（12页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

天文台的主要设备包括了5米口径太赫兹射电望远镜和2.5米口径的光学红外望远镜,将让中国成为世界地基天文观测领域的“领头羊"

.目前天文台的建设正处于立项阶段，项目批准后的建设周期是5年，有望在2020年投入运行使用.

南极天文台的核心科学目标可概括为“二暗、一黑、三起源"

，即“暗能量"

、“暗物质"

，“黑洞”，“宇宙起源”、“天体起源”和“生命起源"

。

而以暗物质、暗能量为代表的重大科学问题，很可能从根本上改变人类对宇宙的认识。

科学家可远程遥控

中国南极天文台的天文选址和小型设备安装已基本完成。

建设地点是在南极的冰穹点A（DomeA）。

据了解，这是南极内陆最高点，海拔4000多米。

虽然冰穹点A年平均气温达—58.7℃，是世界年均气温最低的地区，且含氧量仅为内陆的60％，但却拥有地球大气扰动小、大气透明度高以及可连续观测等独特优势,称得上是目前全球地面上最好的天文台址之一。

我国已经在冰穹A建设的小型设备中，包括有我国首架小型光学望远镜阵和南极巡天望远镜,前者已经建设完成,后者包括3台望远镜，首台在今年1月已成功安装并投入科学观测，另外两台将在明年和后年依次安装。

在南极天文台建成后,这些都将成为其中的一部分。

参与建设南极天文台的中国科学家将达50名左右，从南极天文台选址伊始,中国就与美国、澳洲等世界天文大国展开合作，中国处于领导地位。

在南极天文台未来建成后,将是自动遥控运行,也就是说并不需要科学家赴南极日夜坚守.

相关链接：

昆仑站

昆仑站位于“冰盖之巅”

　　成为第7个在南极内陆建站国家，实现科考从边缘地区向大陆腹地历史性跨越。

　　我国在南极内陆“冰盖之巅”成功建立了第三个南极科学考察站——昆仑站，这标志着我国已成功跻身国际极地考察的“第一方阵"

成为继美、俄、日、法、意、德之后，在南极内陆建站的第7个国家。

　　目前,世界上共有28个国家在南极建立了53个科学考察站，绝大多数考察站都建在南极边缘地区，只有美国、俄罗斯、日本、法国和意大利、德国这6个国家，在南极内陆地区建立了5个内陆科考站.巍然矗立在南极“冰盖之巅”的中国昆仑站，是目前南极所有科学考察站中海拔最高的一个。

　　由于我国南极长城站、中山站都在南极大陆边缘地区，25年来，我国南极考察也大都在这些区域展开.内陆昆仑站的建成，将实现我国南极考察从南极大陆边缘地区向南极大陆腹地的历史性跨越。

　　为了在南极内陆建站，从1996年至2008年，我国南极考察工作者锲而不舍地进行了6次南极内陆考察。

2005年1月18日，我国第21次南极考察冰盖队在人类历史上首次成功到达了南极内陆冰盖的最高点——冰穹A地区，为我国在南极内陆建站奠定了坚实的基础；

2008年1月12日，我国第24次南极考察冰盖队再次成功登顶，为内陆站建设开展选址工作。

　　据悉，昆仑站建成后，我国将有计划、有步骤地对南极内陆地区开展科学考察。

其中包括开展冰川深冰芯科学钻探计划、冰下山脉钻探、天文和地磁观测、卫星遥感数据接收、人体医学研究和医疗保障等诸多内容.

　南极昆仑站什么样

中国首个南极内陆科学考察站昆仑站27日在南极内陆冰盖的最高点冰穹A地区落成，它位于南纬80度25分,东经77度06分,海拔4087米，是人类在南极地区建立的海拔最高的科考站。

　　昆仑站主体建筑由11个工程舱拼接而成，它包括宿舍、医务室、科学观测场所、厨房、浴室、厕所、污水处理场所、发电机房、锅炉房、制氧机房和库房等。

中国极地考察办公室副主任吴军对新华社记者说，主体建筑主要采用模块化或集装箱式建筑构件组装而成,以减少现场的安装工作量。

　　吴军介绍说,单纯的集装箱式构件节能效果较差，为减少油料消耗，最大程度地保护环境，昆仑站的主体结构全部采用耐低温的不锈钢，外包复合加芯的保温板。

这样，整个科考站设计成内部功能舱与外部保温层两部分，内部功能舱由若干个可独立运输的集装箱式预制工程舱拼接而成，施工人员在国内将工程舱及其内部装修、设备全部做好,把这些工程舱运往冰穹A地区组装后，再现场安装外部保温围护层.

　　昆仑站室内设计与家具多采用暖色调，从而减少环境对科考队员造成的心理影响.昆仑站建设项目经理陈兆融介绍说，昆仑站内共设有10间宿舍，这种宿舍有些类似于火车的小包厢，有上下铺，但床更宽、更长，屋里有专门的空间放置行李,还有一张可折叠的工作台。

由于处在高原缺氧环境下，在每个床头都有一个供氧终端,科考队员通过它可以补充氧气，缓解缺氧造成的不适。

　　据介绍，目前建成的昆仑站主体工程的建筑面积为236平方米，包括生活区和科研区，可供15人至20人进行夏季科考.根据规划,3年至5年后，昆仑站将逐步升级扩建到558.56平方米，成为满足科考人员越冬的常年站。

昆仑站为何建在“冰盖之巅”

　　中国南极首个内陆考察站—-昆仑站在素有南极“冰盖之巅"

之称的冰穹A地区宣告建成。

极度严寒、缺氧、“不可接近之极”……这是学者描述冰穹A地区时常说的话。

那么，中国为何选择在自然条件恶劣的南极“冰盖之巅”建设内陆考察站呢？

　　首先，冰穹A又称南极最高点，和经线交会的南极极点、全球温度最低的南极冰点、地球磁场南极的磁点并称为南极科考的四大“必争之点”。

中国南极昆仑站在冰穹A地区的建立将成为继美国在南极极点建站，原苏联在南极冰点建站，法国在南极磁点建站后，人类南极科考史上的又一个里程碑，它标志着中国南极科学考察研究将实现从南极大陆边缘向内陆的跨越。

　　其次，冰穹A地区空气稀薄，年平均温度接近零下60摄氏度,含氧量仅为内陆的60%左右，被学者称为“不可接近之极”，昆仑站则正是位于南纬80度25分，东经77度06分，海拔4087米的“不可接近之极”。

　　中国第25次南极科考队领队、首席科学家杨惠根曾对新华社记者说，冰穹A作为南极“冰盖之巅”，具有极高的科研价值，是一座“天然实验室”，那里的观测指标对全球气候变化非常有说服力,是大气与气象研究方面独一无二的“观测站”。

此外，这里的冰盖是原始堆积而成，储存着反映全球气候和大气环境演变的信息，在这个区域最有可能找到地球上最古老的冰芯。

　　另外,据中国极地考察办公室副主任吴军介绍，冰穹A地区也是进行天文观测的最佳场所.冰穹A地区具备地球上最好的大气透明度和大气视宁度（天文望远镜显示图像的清晰度），有3至4个月的连续观测机会和风速较低等条件,被国际天文界公认为地球上最好的天文台址。

　　有关专家指出，随着昆仑站宣告建成，我国将有计划地在南极内陆开展冰川学、天文学、地质学、地球物理学、大气科学、空间物理学等领域的科学研究，实施冰川深冰芯科学钻探计划、冰下山脉钻探、天文和地磁观测、卫星遥感数据接收、人体医学研究和医疗保障研究等科学考察和研究，从而拓展我国南极科学考察研究的领域和深度，提高我国对南极科研的贡献率。

∙中国“巡天"

笑傲南极冰盖之巅

∙

分享到人人

分享到QQ空间

巡天望远镜装上雪橇准备向昆仑站进发，科考队员在雪橇前留影

　南纬80度25分01秒，东经77度06分58秒,海拔4087米，实测气温零下30多摄氏度，这里是中国南极昆仑站.像往年一样，当这里天边不落的夏日驱走极度的严寒，透出些许“暖意”的时候，一批怀着火热科研热情的中国南极科考队如期抵达。

他们将以此为大后方,再次挺进昆仑站东北方向约7.3公里处的号称“不可接近之极”南极内陆冰盖制高点（DomeA，也译作冰穹A），而他们此行的重要任务之一就是要在那里安装中国自主研发的首台全自动无人值守望远镜—-南极巡天望远镜AST3。

　　冰盖制高点的诱惑

　　对天文学家来说,DomeA绝对是个“诱惑"

，那里可以说是一个“准空间”环境，进行天文观测有得天独厚的优势。

对此，中科院极地科考首席科学家刘小汉解释说，那里大气透明度、明净度和干燥度都特别高，大气抖动集中在地面以上十几米内的空间,在此之上十分稳定，只要把天文望远镜架射在距地面十几米高的地方，基本可摆脱大气抖动的干扰。

实践证明,Dome

A的大气环境对于天文观察来讲，堪比哈勃太空望远镜，某些波段比哈勃望远镜效果还好。

中国南极天文中心主任王力帆也表示，经过5年观测，现已确认南极冰穹A区域是地面上最好的天文观测台址。

　　正是基于这一点,在我国率先登顶DomeA并建立南极昆仑站之后，南极天文观测就成为我国南极科考重点之一。

经过几年努力，我国已经在该地搭建起南极天文科考支撑平台,安装了天文自动观测站（ＰＬＡＴＯ）、小型光学天文观测望远镜阵（ＣＳＴＡＲ）以及傅里叶变换频谱仪（ＦＴＳ）等天文设备。

　　与之前的观测设备相比,即将安装的南极巡天望远镜功能更强大，王力帆介绍说,“巡天”是我国自主研发的首台全自动无人值守望远镜，其主镜直径达68厘米,有效观测口径50厘米，分辨率为1个角秒，装备有目前世界上最大的单片电荷耦合器件，一幅图视场大小可以装50个月亮（普通望远镜只能看到月亮上几百分之一的区域），24小时即可覆盖整个天空，观测数据现场储存，部分实时传回国内.根据计划，在该地将陆续安装３台“巡天”，组成一个望远镜阵。

　　有望带来天文学革命

　　即将屹立于南极冰盖制高点上的“巡天”望远镜阵可谓“重任在肩”,王力帆介绍说,它们组成的观测系统主要科学目标是做超新星研究，以及利用微引力透镜效应搜寻太阳系以外行星,实际上，“巡天”有望成为地面上最强大的系外行星搜寻系统之一。

此外，这套观测系统还可用来发现瞬变源和特殊天象.这些观测涉及国际天文前沿领域，有望得到令人惊喜的发现，从而带来一场现代天文学革命。

　　“巡天”采用了我国创新设计的折反射大视场光学系统，将是首台南极内陆可远程控制、具备指向跟踪与自动调焦功能的天文光学望远镜，并配备了目前世界上最大的单片高精度的CCD相机。

　　“巡天”凝聚了相关领域专家学者的大量心血。

负责制造望远镜的南京天文光学技术研究所研究员袁祥岩介绍说,为适应南极地区极端的自然环境，这架望远镜在镜头、结构、材质等方面都进行了特殊设计.主镜装备有自动除霜系统；

光路结构进行了优化，较为短小紧凑，方便运输；

材质方面大量使用低温钢和膨胀系数较低的材料;

其它如变压器、齿轮等电控系统也都按照南极低温环境要求设计制造，可实现远程操控，全自动无人值守观测。

　　穿着笨重的防寒服装，戴着厚厚的手套，安装调试如此精密的天文仪器，在DomeA极端恶劣的环境下,使“巡天”如期屹立南极冰盖之巅无疑是一个很大挑战。

而这个任务就落在中科院南京天文光学技术研究所的杜福嘉、李正阳、张毅和来自中国科学院国家天文台的胡义身上,他们将在20天左右的时间里，完成这台大型天文仪器的安装和调试。

为了提高工作效率，4人做了具体分工，分头负责电气控制、机械安装、光学调试和数据处理.

　　建设天文学研究强国

　　根据计划，“巡天”将于2012年4月正式“服役”。

而根据中国南极天文台发展路线图，在未来数年,我国还计划在南极“冰盖之巅”

安装多台大口径、探测能力强的太赫兹望远镜和光学红外望远镜。

面向南极天文台大科学装置的建设目标,我国现已启动了5米太赫兹望远镜和2。

5米光学红外望远镜的部分预研，并开展了进行部分关键设备的预制工作。

可以预见，我国天文学研究实力将随之大大增强。

　　“南极地区连续数月的极夜观测条件以及天气情况，利于长时间连续观测，这架望远镜将使我国在时域天文学方面取得国际领先地位。

”王力帆这样评价“巡天”登顶DomeA给我国天文学研究带来的新的发展机遇。

　　中国在南极天文方面所取得的成绩已经得到了世界天文学界的认可。

中国南极天文中心常务副主任冯珑珑说，目前美国、法国、澳大利亚等国家的天文学家纷纷与我们联系,要求进行合作。

对此，我们当然表示欢迎并积极参与，因为“可以与国外天文学界互享观测数据，这对整个天文学的发展非常有益”。

　　链接一：

　　南极天文科考支撑平台

　　南极天文科考支撑平台是实现在南极内陆高原开展无人值守天文观测和其它科学探测任务的核心支撑系统,它为直接用于科学探测的各类观测仪器提供能源、数据管理和通信、远程状态监测和遥控等功能.由东南大学和南极天文中心联合研制的支撑平台，包括5个子系统，分别安装在具有保温和舱内环境条件控制功能的发电舱和仪器舱内。

分系统包括：

（1）结构和温控系统：

在南极DomeA极寒、低气压、缺氧气候条件下构建适合南极天文台各种设备正常工作运行的舱内环境条件，通过主/被动技术手段实现舱内环境状态的监测、调节与控制。

（2）电源系统:

向南极天文台中所有设备、仪器和主动加热温控设备提供电源，对整个科考站的正常运行起着至关重要的能源保障作用。

　　（3）现场主控系统:

实现对电源系统、观测仪器设备、舱内外温度等观测站现场运行内外环境和运行设备的自动监测和自动控制。

执行国内监控系统发出的远程控制指令，实现对各观测仪器的遥控操作。

　　（4）数据存储系统：

通过高速以太网获取各仪表模块数据和各控制、检测信号,并将相应数据进行可靠备份。

同时通过铱星和国内远程计算机连接，实现重要数据和命令交互,并下达远程控制命令.网络存储系统完成大量数据的可靠备份。

　　（5）通信和国内监控系统:

实现对南极天文台的远程监测、控制、数据接收，同时是南极天文观测数据的处理、存储和服务中心。

链接二：

　　南极高原天文观测站

南极高原天文观测站（PLATO）是一个自动化试验平台,专门为南极高原寻址设计。

从2008年1月27日开始,PLATO开始在冰穹A自动运行.通过铱星系统进行控制和监测,大部分数据在2009年1月由科考队带回。

PLATO现在运行良好,各项设备工作正常。

PLATO需要每年维护，包括替换柴油发电机和重新注满油料。

　经过一年的实践，科考队对发电机模块做了许多改进。

同时还有许多新科学设备需要安装.PLATO由两个10英尺的集装箱大小的模块组成。

发电模块有6台柴油发电机和4000升燃料。

设备模块与之相隔45米,由电脑系统、电池组、能量供应以及其他科学装置组成。