从阿瑟高原到阿塔卡马:哈萨克斯坦自主研发望远镜出海智利纪实
(哈萨克国际通讯社讯)去年,一台哈萨克斯坦研制的望远镜正式落户智利阿塔卡马沙漠的Obstech国际天文台。这台望远镜有何独特之处?它为哈萨克斯坦科学界带来了哪些新机遇?哈通社记者就此展开了深入采访。
南半球天空下的全能探测器
费森科夫天体物理研究所工程师、研究员马克西姆·克鲁格向记者详细介绍了该项目的实施过程。据他介绍,这台口径为一米的望远镜被安装在阿塔卡马沙漠的一个专用观测舱内。这是一台能够同时胜任光度测量和光谱分析工作的多功能科学仪器。
—项目始于2018年4月。当时Obstech天文台正在其园区内安置新设备并开展天文托管业务。我们随即订购了光学系统,并着手研发机械结构,同时对基于脚本的远程控制系统进行了测试。智利方面则同步完成了望远镜底座的浇筑。尽管疫情迫使调试期限推迟,但这段时间也带来了意想不到的好处:我们在距离阿拉木图100公里的阿瑟高原观测站测试了多项技术方案,这些经验随后在智利得到了成功应用,-克鲁格表示。
项目造价与工程智慧
克鲁格指出,该项目的核心特点在于基于高效协作与丰富工程经验的低成本运作。

克鲁格解释称,这台望远镜的独特之处不仅在于从光学系统到终端传感器成像的每个环节都采用了最优化方案,更在于项目的管理方式。
—我们最大限度地优化了各部件的制造与结算流程。光学系统由Hubble Optic公司制造,该公司专精于望远镜轻量化夹层反射镜;机械部分由乌克兰泰尔诺波尔市的一位资深工匠打造;而所有组件、仪器及控制系统,则由哈萨克斯坦的AstroTechPribor公司与天体物理研究所的专家们紧密配合完成。这种科学家与制造业之间的实时反馈,是项目成功的关键因素,-他说。
最终,该项目历时六年,总耗资约9200万坚戈。与市场上的商业报价相比,这一成本要低数倍之多。

克鲁格特别提到了他的导师弗拉基米尔·巴巴纳科夫和维拉·扎加诺娃。正是得益于他们,哈萨克斯坦早在 20 世纪 80 年代就建立了自己的工程学派。
—如果没有这些知识和积累的经验,项目的成本可能会高出数十倍,-他感慨道。
观测对象与运作模式
这台望远镜的首要任务是研究此前哈萨克天文学家无法触及的南半球天体。观测任务中,约 80% 属于光谱观测,其余为光度观测。利用这台机器,科学家们可以研究伽马射线暴的余辉、激变变星、Be星、小行星以及其他各类深空天体。

目前,该望远镜已实现全自动运行。
—我们所有的望远镜都由位于阿拉木图的费森科夫天体物理研究所统一中心进行控制,那里拥有强大的计算中心。每晚,望远镜会自动下载任务文件,执行既定脚本,生成报告文件并回传观测数据,-克鲁格解释说。
科研任务与阿瑟高原观测站
这台望远镜旨在进行长期观测,覆盖南半球星空,并充分利用智利每年多达320个晴朗夜晚的绝佳气候条件。在此过程中,国际协作至关重要。目前在Obstech天文台园区内运行着超过140台望远镜,来自全球各地的数十个科研团队在此开展研究。
—在过去两年中,我们五次前往智利进行安装和调试。在那里,我们结识了许多同行,积累了宝贵经验并分享了我们的研发成果。我们将智利的成功模式引入了阿瑟高原观测站“天文枢纽”(AstroHub)的建设中。目前,阿瑟站已经运行着约十台来自合作伙伴的机器人望远镜,-克鲁格表示。

未来,阿瑟高原观测站还计划建设面向天文爱好者的酒店设施。
克鲁格对本土潜力充满信心:
—我们的星空不比智利逊色。哈萨克斯坦的工程与科研潜力也达到了世界水准。针对“既然有太空望远镜,为什么还需要地面望远镜”的疑问,答案很简单:要操控空间望远镜,必须先学会在地面上精准操作,并与国际科学界有效联动。空间设备的寿命有限且任务极其严苛,不允许有任何失误。
目前,天体物理研究所正与Ghalam公司合作,筹划口径20-30厘米的小型绕月轨道望远镜项目,该项目正处于科学概念形成和技术方案论证阶段。
智利观测站的独特优势
克鲁格认为,智利最大的优势在于极高的晴天率。此外,天文台提供的专业配套支持、浓厚的国际学术氛围以及极具竞争力的场地租赁价格也是重要因素。
—另一个优势是观测的连续性。早上,当哈萨克斯坦迎来黎明,观测对象可以“移交”给智利的望远镜。在春秋两季,这让我们能对同一个目标进行连续数日的追踪。一台望远镜一晚能监测20-30个目标,产生数十GB数据,随后由研究所的数据中心进行分析,-他解释称。
克鲁格还提到,媒体此前对Obstech天文台发现的ATLAS I3彗星表现出浓厚兴趣。他指出,此类发现的背后不仅是望远镜的功劳,更是信息技术的飞速发展。高帧率拍摄和强大的软件算法起到了决定性作用,目前天文学对IT人才的需求极高。
科研成果与全球蓝图
克鲁格坦言,现在谈论具体的科学结论还为时尚早。
—天体物理学不是一个能瞬间产生突破的学科。这是一个漫长且复杂的过程,人们看到的往往只是冰山一角。数据在不断流入,但期间也会遇到设备故障、计划外维修,甚至要为了去智利的签证等待数月,-他说。
尽管面临挑战,团队仍计划在未来取得关于南半球天体的重要成果,涵盖超新星爆发、恒星演化分析以及宜居系外行星搜寻等前沿课题。

未来几年,哈萨克斯坦的望远镜网络将持续扩张。计划包括:在西班牙加纳利群岛的特德天文台安装115厘米口径望远镜,在乌兹别克斯坦迈达纳克观测站启用80厘米口径望远镜,并持续扩建阿瑟高原观测站。
预计到2030年,在“天文枢纽”项目框架下,阿瑟高原观测站将部署超过100台望远镜,吸引更多的哈萨克斯坦学生和科研人员投身其中。目前,落户阿塔卡马沙漠的哈萨克斯坦望远镜已正式成为全球南半球观测网的重要组成部分。
【编译:阿遥】