稻城無名山太陽望遠(yuǎn)鏡監(jiān)測點(diǎn)。 劉煜供圖

無名山臺(tái)址現(xiàn)狀。 南京大學(xué)供圖

建站初期，利用簡易集裝箱組成觀測臺(tái)。劉煜供圖

　　在天文學(xué)界，有世界天文航母集群之稱的四川稻城，又將迎來一個(gè)7層樓高的巨無霸——2.5米大視場高分辨率太陽望遠(yuǎn)鏡臺(tái)站（簡稱WeHoST）。在經(jīng)過十余年的選址后，投資近1.8億元，由國家自然科學(xué)基金委支持、南京大學(xué)總負(fù)責(zé)的世界最大的軸對稱太陽望遠(yuǎn)鏡將落戶稻城海拔4700米的無名山。

　　項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院教授丁明德告訴封面新聞?dòng)浾?，WeHoST計(jì)劃于2026年全部建成并投入觀測。未來國際大型太陽望遠(yuǎn)鏡將集中在三個(gè)不同時(shí)區(qū)：美國的夏威夷群島、歐洲加那利群島以及中國的西部地區(qū)。從此，科學(xué)家們可以在稻城絕佳點(diǎn)位觀測太陽活動(dòng)，同時(shí)還能為神舟飛船等提供太陽活動(dòng)預(yù)報(bào)。WeHoST大型太陽望遠(yuǎn)鏡還將定期對外開放，讓天文愛好者一飽眼福。

　　世界最大軸對稱太陽望遠(yuǎn)鏡

　　目前，國際上口徑最大的太陽望遠(yuǎn)鏡是美國安置在夏威夷群島的DKIST望遠(yuǎn)鏡，口徑為4米，但它是偏軸設(shè)計(jì)。而WeHoST的口徑為2.5米，屆時(shí)將成為全世界最大的軸對稱太陽望遠(yuǎn)鏡。

　　丁明德告訴封面新聞?dòng)浾?，望遠(yuǎn)鏡臺(tái)址選在稻城無名山，海拔4700米。整個(gè)項(xiàng)目計(jì)劃用地20-30畝，望遠(yuǎn)鏡臺(tái)站包括圓頂建筑和運(yùn)維保障設(shè)施等，圓頂直徑達(dá)12米，高度為22米，相當(dāng)于7層樓高。望遠(yuǎn)鏡由本體系統(tǒng)、自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)、終端設(shè)施三大部分構(gòu)成。

　　該項(xiàng)目由南京大學(xué)總負(fù)責(zé)，合作單位包括中科院南京天文光學(xué)技術(shù)研究所、中科院云南天文臺(tái)、中科院光電技術(shù)研究所。南京大學(xué)負(fù)責(zé)科學(xué)目標(biāo)和總體方案的設(shè)計(jì)、科學(xué)數(shù)據(jù)中心建設(shè)等任務(wù)。天光所負(fù)責(zé)望遠(yuǎn)鏡本體和夜天文光譜儀的研制，云臺(tái)負(fù)責(zé)光譜磁像儀的研制和觀測臺(tái)站的建設(shè)，光電所負(fù)責(zé)自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的研制。

　　推動(dòng)太陽物理觀測進(jìn)國際一流

　　“大型太陽望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃將于2026年建設(shè)完成，有望推動(dòng)我國太陽物理的觀測研究進(jìn)入國際一流行列。”丁明德說，這也是南京大學(xué)目前單個(gè)投資規(guī)模最大的科研和儀器項(xiàng)目。

　　“在宇宙中，太陽是唯一一顆可以進(jìn)行高分辨率觀測和高精度磁場測量的恒星。對其他恒星，威力最大的望遠(yuǎn)鏡也只能觀測到一個(gè)點(diǎn)源，而太陽則可以觀測到整體的圖像甚至表面的微觀細(xì)節(jié)?！边@就相當(dāng)于人類對一般的恒星只能做心電圖診斷，而對太陽既可以做心電圖還可以做心超成像診斷。“因此對太陽的詳細(xì)觀測和研究為宇宙中其他恒星和相關(guān)天體的研究提供了重要的標(biāo)本。”丁明德介紹。

　　另一方面，太陽爆發(fā)現(xiàn)象可以造成空間環(huán)境的擾動(dòng)，對人類的高科技活動(dòng)，例如航空航天、通訊導(dǎo)航、電力輸送等帶來潛在的危害。因此，我們需要了解太陽爆發(fā)的起源和機(jī)制，從而預(yù)報(bào)太陽爆發(fā)，減小其帶來的危害，這是一個(gè)具有重要科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值的課題。

　　經(jīng)過反復(fù)考察選址花費(fèi)10余年

　　一個(gè)優(yōu)秀的天文臺(tái)址是望遠(yuǎn)鏡能否充分發(fā)揮其性能的必要因素。優(yōu)秀的天文臺(tái)址必須具備視寧度好——大氣穩(wěn)定，透明度高——空氣干凈，氣象條件好——晴日多等因素。因此，國際上大型天文臺(tái)一般都建在海拔較高的山頂上。

　　西南交通大學(xué)粒子天體物理中心教授劉煜長期從事天文學(xué)研究，此前他在云南天文臺(tái)工作時(shí)，就開始從事大型太陽望遠(yuǎn)鏡選址的考察工作。從2010年左右開始，劉煜和團(tuán)隊(duì)一起在川滇渝交界處考察，經(jīng)過反復(fù)監(jiān)測和對比，才確定稻城無名山為太陽觀測的優(yōu)質(zhì)臺(tái)址。

　　“剛開始，我們考察的是西藏阿里地區(qū)，但是海拔太高，到云南又存在海拔不夠、山頂面積有限這個(gè)問題。優(yōu)秀的臺(tái)址需要既能保障科研人員長時(shí)間在高海拔工作，又能很快到低海拔休息?！焙髞恚彩峭ㄟ^地理學(xué)家的介紹，劉煜到稻城考察?！拔掖饲霸谙耐牡奶煳呐_(tái)工作過，白天開車上山，下午開車下山可以調(diào)節(jié)、休息，上得去下得來，這種研究方式是最好的。”

　　稻城無名山滿足了科研以及運(yùn)維的條件。白天科研人員可以到4700米海拔上觀測，晚上可以下山到2000多米的低海拔運(yùn)維基地休息調(diào)節(jié)，部分觀測還可以通過遠(yuǎn)程控制的方式實(shí)現(xiàn)。

　　望遠(yuǎn)鏡建成后，常駐基地人員大約6-10人，各單位輪值人員加起來大約有30-40人。劉煜介紹，望遠(yuǎn)鏡主要將由云南天文臺(tái)負(fù)責(zé)運(yùn)維?！翱蒲泄ぷ髡咭粋€(gè)月輪流，有很好的機(jī)制?！?/p>

　　需要攻克三大技術(shù)難點(diǎn)

　　不少人小時(shí)候有用放大鏡點(diǎn)火的經(jīng)歷——拿著放大鏡，把太陽的光線聚焦到一點(diǎn)上，可以點(diǎn)燃火柴。用太陽望遠(yuǎn)鏡觀測太陽，也會(huì)遇到類似問題，丁明德說：“軸對稱望遠(yuǎn)鏡的好處是觀測更加精確，但是把熱量全部集中到了對稱軸上，鏡面散熱就成了一大問題。”這就需要熱控技術(shù)來解決。這個(gè)難題由中科院南京天文光學(xué)技術(shù)研究所攻克?！八麄儗ｉT設(shè)計(jì)了主鏡熱控加主焦熱控的方案，采用了有自主專利的全吸收光闌技術(shù)?！焙唵握f就是給鏡面降溫，以及把光線擋住，讓盡量少的光進(jìn)到望遠(yuǎn)鏡內(nèi)。

　　“另外兩個(gè)難點(diǎn)，一是在確保大視場的基礎(chǔ)上，還能保持高空間分辨率的性能。這就需要用到近年來發(fā)展起來的地表層自適應(yīng)光學(xué)（GLAO）技術(shù)，也就是在視場范圍內(nèi)，要設(shè)計(jì)多個(gè)波前傳感器來分別改正不同位置的大氣湍流。合作單位中科院光電所在這一領(lǐng)域有很好的研究基礎(chǔ)，已經(jīng)成功試驗(yàn)了GLAO技術(shù)并應(yīng)用于太陽望遠(yuǎn)鏡；第二個(gè)難點(diǎn)是同時(shí)獲取高分辨率的光球和色球的矢量磁場。特別是色球的矢量磁場，從偏振光譜進(jìn)行反演的難度很大。云臺(tái)負(fù)責(zé)這方面的技術(shù)攻關(guān)。設(shè)計(jì)中采用了雙波段、多狹縫光譜測量技術(shù)，以此來實(shí)現(xiàn)磁場測量的精度要求。”丁明德解釋。

　　望遠(yuǎn)鏡臺(tái)站將定期向公眾開放

　　丁明德表示，WeHoST望遠(yuǎn)鏡臺(tái)站的建設(shè)得到了四川省的大力支持，目前正在進(jìn)行征地規(guī)劃，最晚2023年底動(dòng)工，2024年完成主體建筑，2025年開始進(jìn)行設(shè)備裝調(diào)，2026年全部建成并投入觀測。“建成后，將對國內(nèi)外科學(xué)家開放。我們鼓勵(lì)國內(nèi)高校和科研機(jī)構(gòu)的研究人員、學(xué)生利用WeHoST進(jìn)行課題觀測，開展前沿科學(xué)研究。我們也歡迎國外的科學(xué)家利用WeHoST 開展合作觀測和研究。稻城有望成為國內(nèi)甚至國際太陽觀測和研究的重要基地?！?/p>

　　對公眾，臺(tái)站也會(huì)定期開放。屆時(shí)，公眾將通過天文臺(tái)站內(nèi)的大屏幕，實(shí)時(shí)觀看到太陽表面的黑子和太陽耀斑等爆發(fā)現(xiàn)象。

　　稻城得天獨(dú)厚的地理優(yōu)勢，讓它不僅成為天文愛好者觀星的網(wǎng)紅打卡地，也成了科研工作者探索宇宙的窗口。

　　此前探測到迄今最亮的伽馬射線暴的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“高海拔宇宙線觀測站”（LHAASO，簡稱“拉索”）也位于稻城海子山，距離即將開建的WeHoST大型太陽望遠(yuǎn)鏡20多公里。

　　“天文觀測，儀器設(shè)備非常關(guān)鍵，拉索采取邊建設(shè)邊科研的思路，目前已經(jīng)在《自然》和《科學(xué)》發(fā)布論文。”劉煜介紹，稻城不僅有大大小小的天文臺(tái)，還有國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“子午工程”二期圓環(huán)陣太陽射電成像望遠(yuǎn)鏡、大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡LOT（12米口徑）、南京大學(xué)大視場高分辨率太陽望遠(yuǎn)鏡WeHoST（2.5米）、波瓦山天文觀測集群等多項(xiàng)世界頂級天文項(xiàng)目，“這讓稻城有望打造成為世界級別的天文航母群?！眲㈧险f。