南极"天眼"凝望深空 中国天文观测取得重要进展

【问题】 随着全球航天发射频次快速增加,近地轨道空间碎片数量持续攀升;据国际航天机构统计,直径超过10厘米的太空垃圾已超过3.6万块,并以每秒7公里以上的速度绕地运行,对轨航天器构成现实威胁。此外,人类对星际天体的观测仍受制于响应不够快、信号捕捉难等技术瓶颈。 【原因】 南极独特的自然条件为突破这些难题提供了关键支撑。中山站年均极夜期约60天,大气湍流少、光污染几乎为零,视宁度(大气稳定度)比中纬度地区高出3倍以上。冰穹A位于南极内陆高点——海拔4083米——大气水汽含量仅为常规天文台址的1/10,是开展太赫兹波段观测的理想区域。我国自2008年在冰穹A部署首套光学望远镜阵以来,经过持续升级迭代,已形成覆盖光学、红外、亚毫米波等多谱段的观测能力。 【影响】 本次考察成果体现出应用与科研两上的价值:在应用层面,150毫米望远镜阵列与国内7个地面站构建协同监测网络,使空间碎片碰撞预警时间由小时级缩短至分钟级,为“天宫”空间站等重要航天设施提供安全保障;在科研层面,310毫米望远镜对星际天体阿特拉斯(3I/ATLAS)的持续跟踪,为我国开展星际物质成分分析补上关键数据链条。冰穹A太赫兹望远镜的观测数据,也为“恒星风推动星际碳元素迁移”的理论模型提供了直接证据。 【对策】 科研团队采用“固定阵列+机动追踪”的复合观测模式:4台150毫米望远镜组成广域监测网,每台覆盖20度天区,并通过图像差分技术削弱恒星背景干扰;310毫米望远镜配备高精度转台,可在30秒内完成对突发目标的锁定。为适应南极极端环境,设备采用模块化设计,关键部件配备主动温控系统,确保在-80℃条件下仍保持微米级机械精度。 【前景】 按《南极天文台建设规划》,我国计划在2028年前建成昆仑站2.5米光学红外望远镜。该设备集光场调制、自适应光学等技术于一体,探测灵敏度将较现有设备提升100倍,可观测到130亿光年外的星系信号。极地研究中心姜鹏表示:“未来五年,南极观测站将与贵州FAST射电望远镜、海南文昌航天测控网协同联动,形成天地一体化监测体系,为全球太空活动监测与科学观测提供重要支撑。”

从守护近地轨道的“安全底线”,到追踪星际来客的“科学高线”,南极“天眼”呈现的是我国在极端环境下长期投入、持续攻关形成的系统能力。面对太空活动加速与科学前沿快速演进的双重趋势,持续提升工程可靠性、强化数据融合与预报能力,并以开放合作拓展科学边界,才能让极地观测在服务国家空天安全的同时,为人类探索宇宙提供更扎实的支撑。