好的望遠(yuǎn)鏡可以拍下無數(shù)動人心魄的太空景象：群星璀璨的全天畫卷、如風(fēng)車般盤旋的漩渦星系、如彩虹般絢爛的氣體云……在中國青藏高原柴達(dá)木盆地西北邊緣，冷湖，一座比肩智利北部、美國夏威夷莫納克亞的國際一流光學(xué)天文臺址正在緊鑼密鼓地建設(shè)。不久的將來，這里或許會成為人類探索宇宙奧秘的一個(gè)重要窗口。

　　國內(nèi)專家認(rèn)為，冷湖天文觀測臺址的發(fā)現(xiàn)，打破了長期制約中國光學(xué)天文觀測發(fā)展的瓶頸，填補(bǔ)了從夏威夷到歐洲間東半球國際級天文臺址的“空白區(qū)”。外國專家希望冷湖臺址設(shè)置大型的現(xiàn)代光學(xué)望遠(yuǎn)鏡和科學(xué)儀器，以實(shí)現(xiàn)在重大科學(xué)問題上與國際其他臺址的合作研究。

4月12日拍攝的冷湖天文觀測基地一處在建天文望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目（陳杰 攝）

　　觀測條件達(dá)世界一流水平

　　天文學(xué)是孕育重大原創(chuàng)發(fā)現(xiàn)的前沿科學(xué)，也是推動科技進(jìn)步和創(chuàng)新的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。光學(xué)觀測臺址是天文學(xué)研究開展的基礎(chǔ)，優(yōu)秀的天文臺址是稀缺資源。冷湖天文觀測基地位于青海省海西蒙古族藏族自治州茫崖市冷湖鎮(zhèn)賽什騰山。那么，天文觀測基地緣何落地冷湖？

　　“這里的光學(xué)天文觀測條件，可以與美國夏威夷莫納克亞天文臺、西班牙拉帕爾馬島天文臺等世界一流臺址相媲美?！敝袊茖W(xué)院國家天文臺研究員鄧?yán)畈耪f。

　　中國天文界長期以來重視光學(xué)天文選址工作。20世紀(jì)80年代以來，陸續(xù)建成國家天文臺興隆觀測基地的2.16米天文光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、麗江高美古的2.4米通用型望遠(yuǎn)鏡和郭守敬望遠(yuǎn)鏡(LAMOST)。20世紀(jì)90年代起，為了給未來大型光學(xué)/紅外、亞毫米波觀測設(shè)備尋找高質(zhì)量地基天文觀測臺址，中國天文學(xué)家開始在青藏高原開展天文臺選址工作。

　　2021年8月，中國科學(xué)院國家天文臺鄧?yán)畈叛芯繄F(tuán)隊(duì)在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表了冷湖賽什騰山光學(xué)天文臺址勘選結(jié)果：基于連續(xù)3年的觀測數(shù)據(jù)，分析確認(rèn)青海冷湖賽什騰山是極佳的光學(xué)/紅外天文觀測臺址。這一科研成果發(fā)表后在全球天文界引起強(qiáng)烈反響。

　　當(dāng)月，美國《史密森學(xué)會雜志》獨(dú)立采訪多位天文學(xué)家，對冷湖天文觀測臺址給予積極評價(jià)。美國得克薩斯大學(xué)麥克唐納天文臺的首席天文學(xué)家加里·希爾對冷湖的暗夜條件印象非常深刻。他認(rèn)為冷湖是一個(gè)非常有前途的天文觀測臺址。美國哈佛-史密森天體物理中心的天體物理學(xué)家斯科特·潘恩說：“水汽吸收紅外輻射對某些望遠(yuǎn)鏡來說是‘真正的殺手’?！彼J(rèn)為冷湖天文觀測臺址位于內(nèi)陸，可以在一定程度上避免水汽對紅外望遠(yuǎn)鏡的影響。

　　“在為天文臺選址時(shí)，我們傾向于尋找多種特征的最佳和最優(yōu)組合?！蹦{克亞天文臺的首席科學(xué)家約翰·奧馬拉表示，天文觀測臺址需要足夠偏遠(yuǎn)，避免城市光污染，但科學(xué)家仍有可能進(jìn)入；望遠(yuǎn)鏡應(yīng)該建在高海拔地區(qū)，以避免大氣(湍動)造成模糊，但不要高到人類無法適應(yīng)。

　　賽什騰山天文臺址惡劣的氣候環(huán)境雖不適宜人類生存，但具備世界級優(yōu)良天文臺址的條件。賽什騰山平均海拔4000米，方圓百公里是無人區(qū)，幾乎無光污染。天文觀測臺址晴夜比例、視寧度(大氣穩(wěn)定度)、可沉降水汽和大氣湍流結(jié)構(gòu)等指標(biāo)的監(jiān)測顯示，冷湖賽什騰山C區(qū)(4200米標(biāo)高點(diǎn))的視寧度中值為0.75角秒。專家綜合衡量，認(rèn)為冷湖臺址與國際最佳天文臺址相比基本持平。

　　此外，專家認(rèn)為冷湖擁有優(yōu)越的交通區(qū)位條件和可靠的后勤保障條件，使其具備了國際光學(xué)天文研究重要基地的優(yōu)勢資源條件。從海拔2800米的冷湖鎮(zhèn)出發(fā)，沿德令哈市方向行駛50公里就是通往臺址專用公路的連接線。賽什騰最高峰海拔達(dá)4500米?！跋啾惹嗖馗咴貐^(qū)的其他選址點(diǎn)而言，這是冷湖臺址具備的另外一個(gè)優(yōu)勢條件。”鄧?yán)畈耪f。

　　先進(jìn)望遠(yuǎn)鏡“扎根”賽什騰山

　　總投資近20億元的9項(xiàng)光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目，目前已落戶冷湖天文觀測基地。受訪專家認(rèn)為，隨著今后更多天文科學(xué)裝置和國際先進(jìn)觀測設(shè)施落戶冷湖，中國光學(xué)天文觀測、望遠(yuǎn)鏡技術(shù)等領(lǐng)域的發(fā)展有望加快。

　　2020年4月16日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和青海省海西州人民政府共同簽署了《關(guān)于“大視場巡天望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目”合作協(xié)議》，標(biāo)志著墨子巡天望遠(yuǎn)鏡(WFST)正式落地冷湖，這也是冷湖天文觀測基地落地的第一臺夜天文大型望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目。

　　記者在現(xiàn)場看到，墨子巡天望遠(yuǎn)鏡圓頂、觀測室等配套基礎(chǔ)設(shè)施已基本完成。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院副院長孔旭介紹，望遠(yuǎn)鏡本體和主焦相機(jī)也已基本完成，將于今年夏天在冷湖天文觀測基地安裝調(diào)試并開展天文觀測。

　　“作為深空探測實(shí)驗(yàn)室的重要地基設(shè)備，墨子巡天望遠(yuǎn)鏡將開展近地小行星等目標(biāo)的監(jiān)測和預(yù)警任務(wù)，顯著提升我國近地天體監(jiān)測預(yù)警能力，”孔旭說，“望遠(yuǎn)鏡獲取的高精度位置和多色亮度觀測數(shù)據(jù)，可以用于高效搜尋和監(jiān)測天文動態(tài)事件，在時(shí)域天文、太陽系天體普查、銀河系結(jié)構(gòu)和近場宇宙學(xué)等領(lǐng)域取得突破性原始創(chuàng)新成果?！?/p>

　　清華大學(xué)6.5米寬視場光譜巡天望遠(yuǎn)鏡(MUST)是目前入駐冷湖口徑最大的望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目?！霸摴庾V巡天望遠(yuǎn)鏡建成后，將在暗能量和暗物質(zhì)本質(zhì)、引力波宇宙學(xué)、系外行星和星系形成等前沿方向取得重大基礎(chǔ)性、原創(chuàng)性突破，有望發(fā)現(xiàn)宇宙的全新規(guī)律?！鼻迦A大學(xué)天文系副教授蔡崢介紹，這個(gè)望遠(yuǎn)鏡將與國際上已建成的數(shù)個(gè)大規(guī)模測光巡天望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行互補(bǔ)協(xié)同。

　　鄧?yán)畈潘?fù)責(zé)的SONG望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目去年在賽什騰山上完成了觀測塔樓的建設(shè)。“這是中國第一個(gè)新技術(shù)圓頂，我們沒有在圓頂內(nèi)使用空調(diào)，而是對它的熱學(xué)、風(fēng)動力學(xué)進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)。新的設(shè)計(jì)可以利用自然風(fēng)控制圓頂內(nèi)溫度，這對望遠(yuǎn)鏡的圓頂視寧度會有很大貢獻(xiàn)?！?/p>

　　世界首臺用于太陽磁場精確測量的中紅外觀測系統(tǒng)AIMS望遠(yuǎn)鏡，最近也取得新進(jìn)展。它的核心科學(xué)儀器之一——8至10微米紅外終端成像系統(tǒng)——正在與望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)對接和調(diào)試，并將于近期啟動試觀測。中國科學(xué)院國家天文臺懷柔太陽觀測基地總工程師王東光介紹，AIMS望遠(yuǎn)鏡將填補(bǔ)國際上沒有中紅外波段太陽磁場望遠(yuǎn)鏡的空白，揭開太陽在中紅外波段的神秘面紗。

　　“AIMS望遠(yuǎn)鏡不僅科學(xué)目標(biāo)在國際上具有創(chuàng)新性，在技術(shù)上也有創(chuàng)新性的突破。望遠(yuǎn)系統(tǒng)在中國天文觀測中首次采用離軸光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，焦面科學(xué)儀器除8至10微米的紅外單色像外，還配備了國際領(lǐng)先的高光譜分辨率紅外成像光譜儀和偏振測量系統(tǒng)。”王東光介紹，AIMS望遠(yuǎn)鏡的研制，推動了中國紅外光譜與紅外偏振測量技術(shù)的發(fā)展。

　　國際合作填補(bǔ)東半球空白

　　青藏高原為未來的巨型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡提供了理想的條件，而冷湖天文觀測臺址的發(fā)現(xiàn)，為世界各國進(jìn)一步加深國際合作提供了更多可能。

　　“所有高質(zhì)量的天文臺都位于西半球，所以在青藏高原上建立這樣一個(gè)天文臺可以填補(bǔ)空白?！泵绹鴩铱茖W(xué)基金會的國家光學(xué)紅外天文研究實(shí)驗(yàn)室主任帕特里克·麥卡錫表示，如果天文學(xué)家想持續(xù)監(jiān)測一天中發(fā)生的事件，常常需要時(shí)域、空域的接力觀測。

　　“日后，智利、夏威夷和加那利群島的世界頂級天文臺將受益于這個(gè)東半球臺址提供的不間斷監(jiān)測。”鄧?yán)畈沤榻B，SONG望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目是國家天文臺參與的國際合作項(xiàng)目的中國節(jié)點(diǎn)設(shè)施，目前涉及約20個(gè)國家。

　　未來，SONG將在地球南半球和北半球的不同經(jīng)度區(qū)間各選4個(gè)觀測站，每個(gè)觀測站建設(shè)一臺口徑為1米的高技術(shù)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，組成一個(gè)全球聯(lián)網(wǎng)觀測系統(tǒng)，對同一個(gè)觀測目標(biāo)進(jìn)行全天連續(xù)不間斷觀測?！绊?xiàng)目要求每個(gè)參加單位必須對等參加，而且大家要非常緊密地合作，把8臺望遠(yuǎn)鏡作為一個(gè)設(shè)備來使用?！编?yán)畈耪f。

　　據(jù)了解，MUST望遠(yuǎn)鏡的主鏡與鏡面制造能力很強(qiáng)的美國亞利桑那大學(xué)合作，圓頂與歐洲極大望遠(yuǎn)鏡圓頂分包商EIE集團(tuán)合作?！拔覀児餐七M(jìn)這個(gè)項(xiàng)目，可以促進(jìn)高技術(shù)的交流合作?！辈虓樥f。

　　此外，墨子巡天望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目已與日本、歐洲以及美國的多所大學(xué)以及科研機(jī)構(gòu)初步達(dá)成合作意向，利用國外北半球大、中口徑光學(xué)紅外望遠(yuǎn)鏡對墨子巡天望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的特殊暫現(xiàn)源(如極早期超新星、千新星、潮汐瓦解事件、伽馬射線暴)，開展光譜以及多波段成像跟蹤觀測，進(jìn)一步確認(rèn)這些神秘天體的物理起源，從而實(shí)現(xiàn)在時(shí)域天文領(lǐng)域的重大科學(xué)突破。“項(xiàng)目計(jì)劃將國際合作拓展至澳大利亞、智利、南非等南半球國家，實(shí)現(xiàn)墨子巡天望遠(yuǎn)鏡全球時(shí)域后隨跟蹤觀測網(wǎng)絡(luò)?！笨仔裾f。

　　作為一個(gè)具備國際一流地面光學(xué)天文觀測條件的臺址，冷湖天文觀測基地利用了柴達(dá)木盆地?zé)o人區(qū)的良好自然條件。但光污染的問題是全世界天文臺共同面臨的威脅。2017年，為配合賽什騰天文臺選址，冷湖地方政府決定將全域1.78萬平方公里納入暗夜星空保護(hù)區(qū)。今年1月1日起，《海西蒙古族藏族自治州冷湖天文觀測環(huán)境保護(hù)條例》正式實(shí)施。條例劃分出暗夜保護(hù)核心區(qū)和暗夜保護(hù)緩沖區(qū)，嚴(yán)格規(guī)定了暗夜保護(hù)核心區(qū)內(nèi)的光源種類和亮度等。多位專家表示，中國立法保護(hù)冷湖天文觀測基地暗夜星空，可以稱為中國乃至國際上的典范?！斑@個(gè)不斷發(fā)展的天文臺有望成為中國天文學(xué)的下一個(gè)中心?！编?yán)畈耪f。國內(nèi)天文學(xué)家希望，冷湖天文觀測基地能夠成為中國下一代巨型望遠(yuǎn)鏡的所在地。

　　記者手記：腳踏實(shí)地 仰望星空

　　新華社記者 顧玲 白瑪央措 陳杰

　　荒蕪的戈壁、綿延的山脈、頑強(qiáng)生長的駱駝刺……前往冷湖的路途寂靜遙遠(yuǎn)。過去幾年里，一批又一批天文學(xué)家往返于這條荒涼的公路，探索這片未知之地。

　　清晨8點(diǎn)，常住人口僅500余人的冷湖鎮(zhèn)一片寂靜。在中國科學(xué)院國家天文臺懷柔太陽觀測基地總工程師王東光和副研究員包星明的帶領(lǐng)下，記者第一次前往賽什騰山。眼前的賽什騰山人煙稀少、寒冷干燥，在這樣一個(gè)地方仰望浩瀚宇宙，更需要腳踏實(shí)地、耐心堅(jiān)守。

　　汽車慢慢爬上山頂，賽什騰山上目前單體最高的觀測塔樓赫然屹立在不遠(yuǎn)處。寒風(fēng)呼嘯，吹得人手臉生疼。塔樓一旁的活動板房內(nèi)，王東光開始生火架爐子。“你看，電熱水壺里的水都結(jié)冰了，得先把壺烤熱了，要不它不干活?！蓖鯑|光說著用腳踩斷幾塊木板，熟練地放進(jìn)火爐里。

　　賽什騰山上常年寒冷干燥，長時(shí)間在這里工作的人們或嘴唇發(fā)青，或皮膚干裂。18平方米的活動板房內(nèi)支著4張高低床，“這里離冷湖鎮(zhèn)70公里，中午回不去，我們自己帶飯，就在這里湊合湊合”。包星明說。煙熏火燎中，活動板房漸漸暖和起來。

　　2017年，時(shí)任冷湖工業(yè)園黨委副書記田才讓為冷湖的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展東奔西走。天文臺選址初期，田才讓和天文學(xué)家們曾一起徒步攀爬賽什騰山。為了找到最佳線路，他們每次都背著兩桶油漆，用不同的記號標(biāo)記路線?！澳菚r(shí)沒有路，真的是在玩命?！碧锊抛屨f。

　　2018年7月底，通往賽什騰山頂?shù)纳笆烽_始動工；9月，當(dāng)?shù)卣{(diào)用直升機(jī)運(yùn)送臺址基建所需的建筑材料、臺址觀測設(shè)備。“一天吊80趟，每趟往返7-8分鐘，每天飛行近9個(gè)小時(shí)?！?8歲的直升機(jī)駕駛員崔逢祥回憶道。

　　臺址勘測、建設(shè)初期的艱辛難以想象。因?yàn)闆]有道路通達(dá)選址點(diǎn)，后期的選址設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)都靠人力完成，中國科學(xué)院國家天文臺研究員鄧?yán)畈藕涂蒲袌F(tuán)隊(duì)成員需要背著各種儀器設(shè)施，每次步行至少3個(gè)半小時(shí)才能到達(dá)山頂，最終建成了所有關(guān)鍵臺址參數(shù)的測量平臺并開始運(yùn)行。

　　2019年9月，砂石路修達(dá)選址點(diǎn)?！败嚹苤苯娱_到臺址，人能輕松點(diǎn)兒。但是當(dāng)時(shí)生活條件依然很艱苦，研究人員上去調(diào)試設(shè)備，一般都在小木屋里將就睡一夜，帶點(diǎn)辣條、餅干充饑?！?/p>

　　今天，沿著地方干部和天文學(xué)家們曾日夜徒步往返的盤山路望去，30多個(gè)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡正在建設(shè)；從215國道下道點(diǎn)至山頂總長39公里的柏油路已經(jīng)鋪了一多半；建筑工人正在緊鑼密鼓地建造觀測塔樓，一個(gè)個(gè)潔白的圓頂正朝著竣工之日邁進(jìn)，大家都在期待望遠(yuǎn)鏡凝望星空的“第一眼”?！?/p>

　　“賽什騰”，蒙語意為“突?！被颉坝X醒”。登上賽什騰山，放眼望去，天文臺白色的穹頂錯(cuò)落于山巒，曾經(jīng)荒蕪的冷湖戈壁正在“崛起”。堅(jiān)守在賽什騰山的天文學(xué)家們帶著勇攀高峰的探索精神，正以更堅(jiān)定的信念、更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，在冷湖逐夢星辰大海。