中国南极天文观测实现多重突破 为人类太空安全与深空探索贡献智慧

随着人类航天活动日益频繁,空间碎片问题日益凸显。

失效卫星、火箭残骸和碰撞碎片以每秒七至十公里的速度环绕地球,形成一张日益危险的"碎片网",对在轨航天器构成严重威胁。

如何精准掌握这些碎片的轨道信息,为航天活动提供安全保障,成为当今太空探索的重要课题。

南极因其独特的地理和气候条件,成为观测空间碎片的理想窗口。

中山站常年有人值守,每年约有两个月的极夜时间,稳定的大气视宁度为长期连续监测提供了得天独厚的条件。

正是基于这一认识,中国第38次南极考察队于2021年在中山站安装了第一套实验性空间碎片光学监测望远镜。

经过数年建设,目前已形成由四台150毫米固定指向望远镜阵列和一台310毫米快速跟踪指向望远镜组成的完整观测系统。

这套系统的性能指标令人瞩目。

150毫米望远镜阵列与国内台站联测时,对低轨空间碎片的定轨精度优于50米,达到国际先进水平。

310毫米望远镜对低轨目标的最佳探测频次可达每天十次,大幅提升了碎片监测的时间分辨率。

中国极地研究中心极地空间物理与天文研究所主任姜鹏指出,精准掌握空间碎片轨道并进行预报,已成为保障人类太空活动安全可持续发展的关键举措。

通过这些观测数据,科研人员能够为在轨航天器提供精准的碰撞预警和规避决策支持,有效降低太空碰撞风险。

在探索遥远天体方面,中国极地天文观测也取得突破性进展。

2025年7月,中山站成功观测到第三个被人类确认的、来自太阳系外的星际天体——阿特拉斯。

这次观测实现了中国对太阳系外天体观测从零到一的突破。

天文团队通过精确的轨道预报,引导望远镜进行精准跟踪,采用单次曝光30秒、连续21张图像叠加的技术手段,最终从复杂的星空背景中清晰提取出这个星际访客的微弱信号。

这一成就充分展现了中国极地天文观测的技术水平和科研能力。

在更高的观测频段,中国科研人员也在开拓新的领域。

2025年,位于南极之巅冰穹A的60厘米南极太赫兹探路者望远镜发现了大质量恒星反馈影响星际介质碳循环过程的观测证据,标志着中国亚毫米波天文科学观测迈出了关键一步。

这些多层次、多波段的观测成果,共同构成了中国极地天文研究的完整图景。

回顾近二十年的发展历程,中国在南极的天文研究实现了从无到有、从有到优的跨越。

2008年,首批中国天文学家在冰穹A安装了第一套光学望远镜阵"中国之星",实现了中国南极天文观测的零的突破。

2011年,首台"南极巡天望远镜"在冰穹A架设,科研人员为其设计了独特的"保温衣"以抵御零下80摄氏度的严寒。

2017年,第二台巡天望远镜成功参与了人类首次双中子星并合引力波事件的电磁对应体探测,标志着中国极地天文观测进入国际前沿。

展望未来,中国极地天文研究的愿景更加宏大。

中国科学院南京天文光学技术研究所研究员李正阳表示,在南极内陆昆仑站建设光学及红外望远镜,将进一步提升中国深空探测和空天观测的关键能力。

随着南极天文望远镜系统建设的稳步推进,中国正在不断提升快速响应、高精度指向和灵敏探测的综合实力,为在南极实现对快速移动的天文目标观测奠定基础。

从南极冰原上缓缓开启的圆顶,到屏幕上不断刷新的一条条轨迹曲线,极地观测的价值正在被重新定义:它既是面向深空的科学之眼,也是守护近地空间安全的关键节点。

把握好“观测能力提升”与“服务能力落地”的衔接,在持续创新中构建更完备的预警与科研体系,才能让人类走得更远、飞得更稳,在更辽阔的星辰大海中实现安全与探索的统一。