在燕山深處的中國科學院國家天文臺河北興隆觀測站,一座以元代天文學家郭守敬命名的天文觀測設備,正以獨特的方式探索宇宙奧秘。這座大天區面積多目標光纖光譜天文望遠鏡,作為我國首個天文領域大科學裝置,已累計發布2807萬條光譜數據和1159萬組恒星參數,數據規模位居全球首位。
中國科學院國家天文臺研究員羅阿理形象地比喻:"光譜就像天體的DNA密碼。傳統望遠鏡為天體拍攝照片,而郭守敬望遠鏡則通過光譜分析解讀恒星的溫度、化學成分、運動軌跡和年齡,這相當于為天體進行基因檢測。"這種技術突破使科學家能夠重構銀河系130億年的演化歷程,就像為宇宙編寫編年史。
望遠鏡的核心部件是4000個光纖定位單元,每個單元連接一束特種寬譜光纖。這些直徑僅相當于頭發絲十分之一的光纖,曾長期依賴進口。科研團隊歷時五年攻克技術難關,與長飛光纖光纜股份有限公司聯合研發的國產天文光纖,在光譜透過率和穩定性上達到國際領先水平。新研發的光纖定位閉環檢測系統,將定位精度提升至開環系統的1.2倍,觀測效率提高20%。
在主動光學系統方面,團隊建成位移促動器研制平臺,實現關鍵部件國產化。這些由數百個小鏡面拼接而成的大鏡面,通過高精度促動器實現動態調整,確保觀測精度。目前該系統的性能指標已躋身國際前列,為望遠鏡持續升級奠定基礎。
過去一年間,基于該望遠鏡數據發表的科研論文達417篇,其中包括1篇《科學》封面文章和10篇《自然》子刊論文。全球300個科研機構的1800多名用戶下載數據約170TB,網站查詢量突破373萬次。這些數據不僅用于研究銀河系形成,還拓展到致密天體、系外行星等前沿領域。
技術突破帶來的產業效應正在顯現。主動光學系統研發帶動高精度光學元件制造,光纖定位技術促進精密機械加工產業發展,自主開發的控制軟件算法形成完整知識產權體系。這些成果為我國建設更大口徑望遠鏡積累了寶貴經驗,相關技術已應用于量子通信、深海探測等領域。
在青海冷湖的AIMS望遠鏡監測太陽磁場、貴州平塘的FAST聆聽脈沖星信號的同時,郭守敬望遠鏡通過光譜分析構建起立體觀測網絡。這種多波段協同觀測模式,如同為宇宙拍攝"全景CT",使中國成為全球少數具備完整天文觀測能力的國家之一。當科研人員在興隆站記錄光譜數據時,他們感受到的不僅是科學探索的激情,更延續著千百年來人類仰望星空的智慧傳承。











