在即將開展的我國第24次南極科學考察活動中,我國天文學家將首次參加南極內陸考察隊,對南極冰穹A(DomeA)地區進行天文台選址的綜合考察。我國天文學家還將在冰穹A安裝一套大型的天文自動觀測設備,架設多個望遠鏡和一座約十層樓高的氣象觀測鐵塔,開展天文學研究。
來自國家天文台的首席研究員周旭和中國南極天文中心辦公室主任朱鎮熹副研究員將承擔此次南極天文科考任務。目前這兩位天文學家正作為預選隊員,在西藏接受國家海洋局極地辦組織的南極內陸考察隊高原選拔訓練。
"到南極內陸冰穹A進行天文觀測,是全世界天文學家夢寐以求的事,但這個理想僅靠天文學家是很難實現的,必須依靠國家的力量。我國已經對南極內陸冰穹A地區進行了4次科學考察,今年將進行第5次考察,這為我國天文學家實現理想提供了千載難逢的機遇。"周旭在接受新華社記者採訪時興奮地說。
近十多年的科學研究表明,南極是地球表面極佳的毫米波、亞毫米波、射電、紅外天文的觀測站址。而南極冰穹A(DomeA)因其特殊的地理位置(海拔4100米、冬季最低-83℃),極有可能是南極地區最好的天文觀測站址,但這只是理論上的推測。
此次南極之行,天文科考活動所要完成的第一項任務,就是要在世界上最先測得冰穹A地區的天文選址參數,為在冰穹A建大型天文台提供科學依據;第二項任務就是要在南極冰穹A安裝一套大型的天文自動觀測設備,在南極地區首次進行光學天文的實驗觀測。
"一旦這些計畫順利進行,今後我國就可以主導南極大型天文觀測設備的國際合作項目,成為我國天文界擁有世界先進望遠鏡的一大契機。"周旭說,"一旦南極冰穹A天文台建成,我們已構想在冰穹A上建400個望遠鏡的龐大矩陣,以開展變星統計、尋找系外行星、宇宙暗物質、暗能量、星震等方面的研究。"
事實上,我國天文學家此次赴南極冰穹A計畫安裝的這套天文自動觀測設備,已經是一項由中國天文學家牽頭主導、澳大利亞、紐西蘭、美國等多國天文學家參與的國際合作項目。
據朱鎮熹介紹,這座天文自動觀測站主要設備包括:4個145毫米口徑、反射式大視場望遠鏡組成的"中國小望遠鏡陣",可以連續135天不間斷地觀測南極天頂20-25平方度的天區;一個太赫茲望遠鏡,主要用於亞毫米波選址及銀河系毫米波成像試觀測;兩個GATTINI望遠鏡,主要用於冰穹A地區的天光背景及雲層覆蓋的監測;一台利用星光監測高層大氣湍動情況的設備;一台利用月光監測低層大氣湍動情況的設備以及一台聲雷達。
為了保證這些無人值守的天文觀測設備自動工作,科研人員還專門設計了4台可以自動切換的發電機和一台中心控制計算機。發電機的能源主要採用航空油,預計一年運行下來將需要4000升航空油,夏季則採用太陽能發電。中心控制計算機記錄的數據,一小部分可以通過銥星傳送到澳大利亞,然而再傳到國家天文台。通過同樣的途徑,國家天文台也可以在北京對南極自動觀測站進行遙控指揮。絕大部分數據則需要等內陸考察隊員第二年取回。
為準確地記錄南極冰穹A地區溫度、濕度、風速等氣象數據,為今後大型望遠鏡架設鐵塔的高度提供依據,我國天文學將還將在冰穹A上樹立起一座30米高的自動氣象記錄儀。為確保這座約有十層樓高的鐵塔在南極惡劣的氣候條件下順利安裝,有關人員計畫在赴南極前進行多次試安裝。