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【中国科学报】星空下的守望者——郭守敬望远镜背后的故事
发表日期: 2018-08-13
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  河北兴隆,一个宁静的小县城。县城境内,燕山主峰的南麓上,一组巨大的白色建筑静静伫立。在那雄伟的建筑里,藏着一双仰望星空的明眸——国家重大科技基础设施郭守敬望远镜(LAMOST)。

  8月7日,中国科学院国家天文台宣布,由其管理和运行的LAMOST已经圆满完成了一期光谱巡天观测。

  1997年LAMOST项目得到批复,成为我国首个天文大科学工程。20多年来,它在一代代中国科学家的传承接力中成长,守望着星空,见证着我国天文学的发展,也记录着中国天文大科学装置起步时的模样。

   “那一刻,我们成了明星” 

  1994年7月4日上午,在英国剑桥大学的一个报告厅里,刚从欧洲南方天文台8米望远镜VLT项目回国的崔向群和中国科学技术大学教授褚耀泉,向国际同行介绍了一个中国方案——中国计划建世界上口径最大的大视场望远镜。

  当时国际天文界只有百万条光谱的观测计划,国际同行评价:“很期待21世纪初LAMOST千万条光谱在天体物理学研究的成果。”

  三年后,这个最初由王绶琯与苏定强等中国科学家共同提出的“大天区面积多目标光纤光谱望远镜”方案正式立项。此后LAMOST的建设,也一直伴随着国际的目光。

  最初,LAMOST的科学目标有3个——星系巡天、银河系巡天、多波段目标天体光学证认。这3个科学目标都是当时天文学研究的前沿方向,也代表着21世纪天文学发展的方向。

  2008年6月23日,LAMOST正式竣工验收的前一年,崔向群又一次在法国马赛召开的国际天文望远镜会议上报告了LAMOST的最新进展。那时,LAMOST刚装好两块大拼接镜面的全部61块光学子镜,就在崔向群向国际同行们展示望远镜照片时,会场响起了掌声。崔向群刚作完报告,掌声又一次响起,崔向群鞠躬致谢后,掌声再度响起。

  “那一刻,我们成了明星。”崔向群向《中国科学报》记者回忆。

  “第一个吃螃蟹的人” 

  2009年6月4日,LAMOST顺利通过国家竣工验收,并很快进入工程调试和科学试观测阶段。

  由于LAMOST是我国天文界建成的第一个大科学工程,外界对它寄予了相当高的期望。同样由于是“第一个”,国内很少有人知道大型天文设备要经历为期数年的工程调试。

  为了尽快完成调试,LAMOST项目总经理赵永恒带领团队成员在山上整天调试,整宿观测。

  LAMOST运行与发展中心观测运行部主任施建荣还记得,一开始LAMOST光谱质量上不去,定位精度不够高,视宁度不够好,故障率降不下来,作为“第一个吃螃蟹的人”,LAMOST团队里的每个人都承受着来自外界的巨大压力。

  两年的精密调试和试观测,对于国际大科学装置来说再正常不过,但对于承受着舆论压力的LAMOST团队来说,却显得那么漫长。

  待到LAMOST完成调试,并开始先导巡天任务时,马赛天文台前台长Georges Comte吃惊地对赵永恒说:“你们的动作真快!”

  “最初会用LAMOST的人,两只手数得过来”

  外界压力和紧锣密鼓的调试试验,催生出LAMOST最初的科研成果。

  2010年,LAMOST科研团队发表了14篇SCI论文,标志着LAMOST数据可以开始用于科学研究。

  彼时,LAMOST科学委员会根据望远镜调试情况和当时逐渐活跃起来的银河系研究情况,决定把科学目标中的“银河系巡天”放在首位。

  可是,新问题又来了——国内银河系巡天是个新的研究领域,LAMOST是个完全新型的望远镜,会用这些数据开展科学研究的人才寥寥无几。

  2011年9月,LAMOST开始先导巡天任务。“最初熟悉LAMOST观测运行的人,两只手就可以数得过来。”国家天文台研究员、LAMOST运行与发展中心主任赵刚告诉《中国科学报》记者,起初科学团队的资深成员不过十几个人。

  于是,培养人才成为当务之急。他们设立LAMOST冠名博士后项目、高端用户项目、用户培训会,培育出一批掌握世界最新数字巡天观测技术的优秀青年人才。

  在中科院国家天文台恒星与恒星系统团组研究员刘超的印象中,最初利用LAMOST数据发表文章的作者,他基本都认识,而如今,国内外使用LAMOST数据的人越来越多,论文里的新面孔也多了起来。

  “LAMOST如今取得的成绩得益于中国几代天文学家的共同努力。”褚耀泉笑言。

   “走出一条从无到有的路” 

  自2012年9月起,LAMOST开始了为期五年的一期巡天任务。时至今日,LAMOST共发布近千万条天体光谱,光谱数远超过世界上其他巡天项目发布光谱数的总和,比国际同类望远镜发布的光谱数提高了一个数量级。

  赵刚介绍,一期巡天以来,国内外天文学家利用LAMOST数据在银河系形成、结构和演化、多波段天体交叉证认和星系物理等方面取得了突破性的进展。今年LAMOST还将开展二期巡天。

  “大科学装置的技术都需要不断完善和更新。”崔向群说,“我们正在考虑根据新的科学需要,对LAMOST进行技术升级,同时也在想有没有可能为LAMOST换一个新的台址,以获得更好的观测条件。”

  回忆LAMOST走过的路,赵刚感慨:“这是我国科学家自主创新研制的首台天文大科学装置,我们走了一些弯路,但也蹚出了一条从无到有的路。”

  2001年,结合大科学工程研制的特殊性,LAMOST工程指挥部出台了一套工程质量控制规范。LAMOST转入巡天观测模式之后,项目重心从地面望远镜设备研制转变成数据服务。不仅如此,LAMOST还明确了岗位责任制,保证LAMOST的整体运行效率。

  在这些前无古人的路上,LAMOST不仅为我国新一代天文光学红外观测设施积累了技术力量和人才队伍,也为新生的天文大科学装置贡献着宝贵的运行管理经验。

  (原载于《中国科学报》 2018-08-13 第1版 要闻  作者:中国科学报 倪思洁
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