给仰望星空的“眼睛”找一个家

2021-08-24 14:25:45 来源: 人力资源报 条评论

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  西华师范大学天文系研究团队承担的冷湖地区光学/红外天文台址勘选课题取得重大科学成果:研究团队在青藏高原寻觅到一个新的潜在天文观测点——冷湖天文观测基地。

  该项成果发表在《Na-ture》主刊上,同时登上了这个国际顶级科学期刊的封面,为我国建设大口径望远镜的天文台提供了可靠依据。完成这项研究成果的正是四川省天府峨眉计划创新领军人物、西华师范大学天文系系主任邓李才和西华师大天文老师组成的选址团队。

  高原无人区的“探索小队”

  偏僻、无垠的戈壁滩、嶙峋的雅丹地貌和最绚丽的暗夜星空。这里是冷湖,位于青海省西北角的海西蒙古族藏族自治州茫崖市,向外方圆千里荒无人烟。距离最近的城市敦煌230公里,距离州府德令哈430公里。

  冷湖曾是我国重要的石油产地,鼎盛时期有十余万人依托石油开采生活在这里。随着上世纪80年代石油资源的枯竭,青海油田有很多生产生活区域很多被废弃,冷湖逐渐萎缩成只有800个居民的小镇。曾经鼎盛的灯火渐渐暗下来,没有了往日的喧嚣街市与鼎沸的人声,却悄悄引来了一支天文选址团队。“天文观测是从地面透过地球大气往上看,越高的地方干扰也就越少。中国天文选址曾经就在青藏高原搞过普查,全世界搞天文的人都在盯着青藏高原。”邓李才说,如果说我国有相对完美的天文观察环境,那它一定会是在青藏高原之上。

  2018年,12米天文望远镜计划投建,作为我国首台12米的天文望远镜,需要放在一个能最大程度发挥它能力的地方,天文台的选址成了重中之重。青海存在这样的资源,也有区位优势。在青海政府的支持下,中国科学院国家天文台、位于南京的中国科学院紫金山天文台和四川的西华师范大学,与海西州政府签订了选址协议,由邓李才负责组织选址队伍,来承担这个任务。“国家天文台那边主要是我跟以前的一个学生,就2个人。但是西华师大有很多人参与,发表的文章里总共14位作者,其中12位都是西华师大的职工或兼职人员。”邓李才说,队伍刚组建完毕,大家就马不停蹄地来到冷湖投入工作之中。

  勘探工作的初期总是布满荆棘,面对原始、恶劣的自然环境,选址团队开展工作十分辛苦甚至充满了危险。面对寸草不生的环境,邓李才向团队队友们说:“好的天文台都位于不适合人类生存的地方。我们现在所走的每一步,都是人类在此留下的第一步。”如同在荒野中开路,邓李才在冷湖镇爬过的山都是原始野山,或位于戈壁之上,或在无人区深处,有时方圆几百公里内都见不到人影。攀爬陡峭险峻的山体,如果没带冰爪,在有积雪覆盖时攀爬会异常艰难和缓慢,一旦踩滑后果不堪设想,而这对邓李才来说不过是家常便饭。

  柴达木盆地大多平坦,唯有赛什腾山突兀高耸,邓李才团队就锁定了这座高山。如何上山一度成为困扰邓李才的难题,目标山体全是裸露、风化的岩石,难以攀爬。修建道路需要时间,但选址团队最缺的就是时间。“这是人类首次在赛什腾山上作业,必须有路才能达成目标,虽然海西州也有修路计划,但是我觉得要是等个一年半载来修路,说不定就错过时机了。”

  一天飞80次的超负荷选址路

  幸运的是,海西州有一架警用直升机。一次偶然的机会邓李才正好与直升机机长崔逢祥坐在同一张饭桌上。在交谈过程中邓李才向对方说到了这个事情,崔逢祥说可以带他们上山:“你不知道当时我心里多激动,这个问题困扰我们太久了!”

  当天,邓李才就与相关部门联系支援事宜:“得到的答复是让直升飞机在此停留两天,协助上山考察。”在直升机的帮助下,选址团队成功的到达山顶观测点。但人上去了,设备却还在山下,于是邓李才又找到机长,询问是否可以帮助把勘探设备吊到山头上,崔机长听了没有丝毫犹豫,一口便应承下来。“那时我感到心里轻松了不少,因为我预感,这次一定能出成果。”两天的时间很快就过去了,但设备还有很多没能搬运上山,最后在海西州政府的协调下,由州政府租了一台同样型号的直升机协助工作。

  后来,在与崔机长的交流中,邓李才才明白当时直升机的飞行难度之高,超越了一般人的想象。“德令哈超过1千米要叫高原,超过3千米他们业内就叫高高原,必须要特殊飞行资质才可以起飞。”在高原地区,高空空气稀薄,邓李才所在的团队又处于山区,直升机承载能力也相对变小。“当时冒了很大的险,后面租用直升飞机的时候,直升机副驾驶都没来,因为觉得太危险了。”机长副驾驶没来,邓李才就坐上去当副驾驶。“我们在山底建了一个小型直升飞机停机坪,把物料用汽车拉到停机坪,机长再从这里转吊到山顶上去。”邓李才感叹道,平均一天机长要飞80次,工作之余,邓李才也陪着飞了20次。一天飞行超过8次,已经算是超负荷劳动,但让邓李才敬佩的是,崔机长从始至终并没有一句怨言,也正是5天的超负荷飞行经历,让邓李才与崔机长结下了深厚的友谊。

  完成选址 开启天文学科发展新纪元

  勘探团队第一次把望远镜架在赛什腾山山梁上时,直升飞机还在调运。“那天晚上只有我的助手一个人留在山上观测,万物岑寂、寒风冷冽,他在山上观测了一整晚的视宁度。测得的视宁度非常好,一晚上都很兴奋,也不觉得困。”邓李才回忆当时的场景,兴奋之情溢于言表。因为大家都觉得之前的努力没有白费,如果说当晚观测的视宁度很差,那就意味着又要重新开始。

  像这样让人兴奋的场景还有很多,有一次邓李才他们把一支50厘米双筒望远镜架起来,正好那段时间天气又特别适合观测。“当天晚上从望眼镜的图像上算出来的视宁度仅0.68角秒。拿到这个数据以后,大家都特别兴奋。”邓李才说,现在离北京150公里远,有国家天文台的兴隆观测基地,视宁度测量值是1.5角秒,比冷湖的测量结果差一倍,即便如此,兴隆基地也是中国目前最好最大的天文观测基地,可以预想将来12米望远镜如果落地冷湖,将对我国天文事业的发展带来怎样的利好。“这基本上算是开启中国整个天文学科发展的新纪元,获得原创性科学成果指日可待。”

  邓李才说,经过团队三年的探讨研究,确定选址后,全世界的天文学者,包括他们的审稿人和《Nature》杂志的编辑都特别兴奋。“因为杂志编辑正好是一个天文学家,大家纷纷表示这个成果太好了,相当于在东半球将建成一个很好的天文台,对国际天文学界也很重要。”邓李才介绍说,因为中国处于亚欧大陆的东部,受到大陆性季风气候或者高原季风气候的影响,很难找到合适的台址,但青藏高原作为全球海拔最高的地区,会不会例外?现在的成果证明了中国青藏高原确实存在能跟世界最好的台址相比肩,甚至超越的一个台址。无论是天文学科本身,还是空间科学、行星科学等学科的研究,中国都非常需要在地面上有这样支持大型望远镜设备的基地。此项工作也为国家找到了一个战略性资源。“完成选址,我们团队的工作就结尾了。天文台的建成,也是我们这个团队完成使命的见证。”邓李才说,这是一件阶段性任务,虽然要回到他的专业方向工作,但选出冷湖这样一个台址,足以慰平生。“因为我们的这项工作为天文学科的未来打开了一扇大门,这是一个历史性的成果,它奠定了我国天文领域未来发展的坚实基础。” 

  见习记者 周圆非

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