作者錢(qián)璇

何處覓星光？選臺(tái)址可能是天文領(lǐng)域中最艱苦的工作之一。城市快速發(fā)展，燈光污染、空氣污染等都對(duì)天文觀測(cè)造成影響，天文學(xué)家也將目光投向了條件更好的西部。2003年，國(guó)家天文臺(tái)部署啟動(dòng)了重大科研計(jì)劃——中國(guó)西部天文戰(zhàn)略選址，針對(duì)我國(guó)西部地區(qū)潛在的優(yōu)良天文臺(tái)址進(jìn)行考察和選擇。

除去對(duì)地形、地質(zhì)、運(yùn)行支撐等天文選址需要考察的內(nèi)容外，臺(tái)址選擇還需考慮諸多天文觀測(cè)的相關(guān)影響因素，包括晴夜數(shù)、視寧度、氣象條件等……我國(guó)現(xiàn)代夜天文光學(xué)觀測(cè)臺(tái)址發(fā)展至今，諸多優(yōu)秀臺(tái)址破土動(dòng)工，新的中大型望遠(yuǎn)鏡即將落戶！

阿里站A1點(diǎn)全景

/ 走進(jìn)第三極

選址最初，選址隊(duì)利用全國(guó)地面、探空氣象數(shù)據(jù)開(kāi)展遠(yuǎn)程研究，繼而開(kāi)展實(shí)地踏勘，并進(jìn)行短期測(cè)量，最終選擇固定臺(tái)址進(jìn)行長(zhǎng)期測(cè)量。基于前期全國(guó)范圍的遠(yuǎn)程研究和踏勘考察，天文學(xué)家選擇了新疆帕米爾高原卡拉蘇和西藏阿里地區(qū)物瑪建立觀測(cè)站，用氣象站、全天相機(jī)、視寧度儀、云量?jī)x、水汽儀、夜天光儀等設(shè)備開(kāi)展監(jiān)測(cè)。

2002-2004年，選址隊(duì)收集整理了中國(guó)西部地區(qū)的氣象資料，包含西藏、新疆、青海、云南、甘肅、內(nèi)蒙古，并結(jié)合衛(wèi)星云圖，通過(guò)資料分析和實(shí)地考察，2005-2006年開(kāi)始在兩個(gè)站址開(kāi)展長(zhǎng)期測(cè)量，包括新疆帕米爾高原的卡拉蘇和西藏的物瑪。

2005-2006年一期選址監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，物瑪?shù)脑屏亢退麠l件優(yōu)于卡拉蘇，具備與國(guó)際優(yōu)秀臺(tái)站可比擬的觀測(cè)條件。2008-2010年再次對(duì)物瑪點(diǎn)實(shí)施了二期選址監(jiān)測(cè)，確認(rèn)其可用夜75%、水汽含量1.0mm左右、視寧度優(yōu)于0.8″的優(yōu)良觀測(cè)條件。

歷經(jīng)近十年的選址歷程，西部天文戰(zhàn)略選址的長(zhǎng)期推進(jìn)取得了豐富的成果和研究積累。按照國(guó)際選址常規(guī)，深入選址工作需搭建高端選址設(shè)備和小型望遠(yuǎn)鏡設(shè)備，通過(guò)科學(xué)觀測(cè)和實(shí)際運(yùn)行驗(yàn)證臺(tái)址條件，避免大型望遠(yuǎn)鏡設(shè)備直接投入的風(fēng)險(xiǎn)，意味著需啟動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施的初步投入和臺(tái)站建設(shè)，開(kāi)展更加廣泛的與國(guó)際優(yōu)秀臺(tái)站觀測(cè)條件的比較定位。通過(guò)切實(shí)考察可行的臺(tái)址條件，2011年在西藏阿里地區(qū)獅泉河鎮(zhèn)以南的山脊搭建了選址觀測(cè)平臺(tái)——阿里站。

阿里暗夜公園

/ 阿里，手可摘星辰

阿里站地處藏西南優(yōu)良區(qū)域中的較好位置，具備便利的交通、供電和通訊條件，便于支撐選址監(jiān)測(cè)和望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)運(yùn)行。2012年4月國(guó)家天文臺(tái)召開(kāi)的西部選址東亞核心天文臺(tái)聯(lián)盟評(píng)估會(huì)上，來(lái)自中國(guó)大陸、臺(tái)灣地區(qū)、日本、韓國(guó)和法國(guó)的資深專(zhuān)家組成的專(zhuān)家評(píng)議委員會(huì)一致肯定了西藏阿里站選點(diǎn)處于優(yōu)良區(qū)域的較好位置，委員會(huì)認(rèn)為阿里地區(qū)西南部是非常有發(fā)展前景的優(yōu)良天文臺(tái)址，現(xiàn)有的結(jié)果已暗示藏西南將有望成為世界上最好的紅外、亞毫米觀測(cè)地點(diǎn)之一，其地理經(jīng)度和海拔高度對(duì)于天文觀測(cè)研究具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備進(jìn)一步優(yōu)選最佳天文臺(tái)址，對(duì)于通用性的天文觀測(cè)和東亞地區(qū)合作都將起到重要的作用。

2012年9月美國(guó)SCIENCE 雜志專(zhuān)題報(bào)道了阿里站——“世界屋脊上立起的世界級(jí)天文臺(tái)”。2013年6月，國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)主席海部宣男帶隊(duì)考察了阿里站，給予了積極的肯定和評(píng)價(jià)，海部認(rèn)為阿里站是世界水平的優(yōu)秀天文臺(tái)址，中國(guó)科學(xué)院和國(guó)際社會(huì)都應(yīng)給予大力支持。

阿里站（北緯32°19′18″，東經(jīng)80°01′39″），海拔5050-5350米（A1、B1、C1點(diǎn)），緯度在北緯32°附近，經(jīng)度上處于全球望遠(yuǎn)鏡分布空乏區(qū)，其地理經(jīng)度和海拔高度對(duì)于天文與空間觀測(cè)具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

基于2013年6月-2014年10月間的測(cè)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果，阿里站夜間視寧度0.8″左右，全晴概率64%，可用概率81%；大氣水汽含量1.0mm左右，水汽條件優(yōu)于美國(guó)莫納克亞和智利阿瑪遜斯山；常年氣候干燥，降水少，對(duì)于紅外及亞毫米觀測(cè)具有明顯優(yōu)勢(shì)。

基于2016年探空觀測(cè)和數(shù)值模式的結(jié)果，阿里站的視寧度中值在0.5″以下，大氣水汽含量中值2mm左右。綜合來(lái)看，阿里站處于國(guó)內(nèi)天文觀測(cè)條件的優(yōu)良區(qū)域，與國(guó)際一流臺(tái)址的綜合條件相當(dāng)。

阿里站ABC三點(diǎn)的全景圖及道路

阿里站晴日數(shù)多、透明度高、水汽含量低、視寧度好，是極其寶貴的空天科技與國(guó)防戰(zhàn)略資源，絕佳的觀測(cè)條件和優(yōu)勢(shì)的地理位置得到了空天專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域和國(guó)防應(yīng)用領(lǐng)域的極大關(guān)注，相關(guān)考察與落地項(xiàng)目紛至沓來(lái)。

觀測(cè)平臺(tái)建設(shè)已向東面坡地拓展布局，高能宇宙線和亞毫米波大型觀測(cè)裝置計(jì)劃已在臨近區(qū)域選擇海拔6000米的臺(tái)址，以“量子隱態(tài)傳輸”“原初引力波探測(cè)”“空間碎片監(jiān)測(cè)”為代表的“小工程、大科學(xué)”探索研究，正逐步轉(zhuǎn)向 “大工程、大科學(xué)”發(fā)展模式。

阿里站量子隱態(tài)傳輸

阿里站CMB原初引力波探測(cè)

空間碎片監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

超高海拔宇宙線水立方觀測(cè)計(jì)劃

美國(guó)全球望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)LCOGT阿里節(jié)點(diǎn)1米望遠(yuǎn)鏡

50cm中日HinOTORI望遠(yuǎn)鏡

自阿里站建站以來(lái)，歷經(jīng)十年的臺(tái)站建設(shè)、運(yùn)行和發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)展順利，已設(shè)置多座圓頂和相關(guān)望遠(yuǎn)鏡設(shè)備及視頻監(jiān)控設(shè)備，完成安裝各項(xiàng)選址測(cè)量設(shè)備，積累了各項(xiàng)站址評(píng)價(jià)資料。

阿里站臺(tái)址臨近的獅泉河鎮(zhèn)是西藏阿里地區(qū)行署所在地，海拔4255米，生活設(shè)施完善，具備便捷的周邊交通運(yùn)輸條件，臺(tái)站支撐保障條件優(yōu)越。當(dāng)?shù)卣值倪厖^(qū)發(fā)展策略，已有暗夜保護(hù)區(qū)規(guī)劃控制光污染，確保天文觀測(cè)環(huán)境。

2014年，阿里地區(qū)啟動(dòng)建設(shè)了暗夜公園，既實(shí)施暗夜保護(hù)和天文科普教育，也助力天文與空間探測(cè)研究。

阿里站將建設(shè)成為國(guó)際一流的現(xiàn)代化天文科研基地，既是我國(guó)建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)的標(biāo)志之一，也是阿里地區(qū)融高端科技教育于高原特色文化旅游的世界級(jí)名片。

A1點(diǎn)一角：Lusci湍流監(jiān)測(cè)、FTS水汽監(jiān)測(cè)（前段左右）、HinOTORI圓頂（右）、30米測(cè)風(fēng)塔（后）。

A1點(diǎn)一角：與騰訊合作北冕光學(xué)望遠(yuǎn)鏡陣列項(xiàng)目基礎(chǔ)設(shè)施（左）、華路航天地面接收站基礎(chǔ)設(shè)施、南大項(xiàng)目基礎(chǔ)設(shè)施（中），原初引力波項(xiàng)目基礎(chǔ)設(shè)施（后）。

銀河下的A1點(diǎn)6米圓頂（左）和8米圓頂（右）。

作者簡(jiǎn)介 /

錢(qián)璇，西藏天文觀測(cè)基地團(tuán)組，主要研究方向?yàn)樘煳募夹g(shù)與方法、大氣光學(xué)、天文觀測(cè)等。

來(lái)源：中國(guó)國(guó)家天文

編輯：陳辰

責(zé)編：陳利

終審：趙曙光

來(lái)源： 中國(guó)國(guó)家天文