青海冷湖,一個(gè)因石油能源枯竭而接近荒廢的小城,最近其因被選定為世界級(jí)天文觀測(cè)臺(tái)址,得到了前所未有的關(guān)注。
8月18日,《自然》雜志發(fā)布了我國(guó)科研人員一項(xiàng)關(guān)于天文觀測(cè)臺(tái)選址的重大科學(xué)進(jìn)展。中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究團(tuán)隊(duì)于2018年1月在青海冷湖地區(qū)開(kāi)啟天文觀測(cè)臺(tái)選址工作,他們克服了高海拔、高寒、缺氧等困難,成功建成關(guān)鍵臺(tái)址參數(shù)測(cè)量平臺(tái)。經(jīng)過(guò)連續(xù)3年的監(jiān)測(cè),相關(guān)研究人員欣喜地發(fā)現(xiàn),冷湖臺(tái)址的綜合條件優(yōu)于位于青藏高原的其他選址點(diǎn),完全可以與國(guó)際公認(rèn)的最佳天文臺(tái)址比肩。
冷湖國(guó)際一流臺(tái)址的發(fā)現(xiàn),打破了長(zhǎng)期制約我國(guó)光學(xué)天文觀測(cè)發(fā)展的瓶頸,為我國(guó)光學(xué)天文發(fā)展創(chuàng)造了重大機(jī)遇。
中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)助理研究員楊帆,便是這支選址團(tuán)隊(duì)的核心成員之一。他和團(tuán)隊(duì)其他成員3年與戈壁荒山為伴,只為在冷湖觀測(cè)最暗的星。8月26日,楊帆接受科技日?qǐng)?bào)記者專訪,講述臺(tái)址的搭建歷程。
“院二代”走上選址之路
青海省海西蒙古族藏族自治州茫崖市冷湖鎮(zhèn),曾是我國(guó)重要的石油重鎮(zhèn),隨著資源日漸枯竭,昔日的采油小城逐漸退去光彩。不過(guò),此地海拔高、云量低、日照充沛、降水少、交通便利又遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)的光污染,布局天文大科學(xué)裝置的優(yōu)勢(shì)十分明顯。
中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)首席研究員、博士生導(dǎo)師鄧?yán)畈艑⒛抗馔断蛄死浜?017年末,他踏上了冷湖“踩點(diǎn)”考察路。只是冷湖究竟是不是一個(gè)光學(xué)天文臺(tái)的理想“居所”,當(dāng)時(shí)誰(shuí)的心里都沒(méi)有底。
“你要不要跟我去冷湖選址?”一天,鄧?yán)畈畔驐罘l(fā)出邀請(qǐng)。這一問(wèn),打破了楊帆循規(guī)蹈矩的科研生活。
“80后”楊帆是一名“院二代”,其父母均為中國(guó)科學(xué)院科研人員,從小耳濡目染,讓楊帆自幼便對(duì)科學(xué)研究產(chǎn)生了濃厚興趣。博士畢業(yè)后,楊帆來(lái)到中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)從事天文研究工作。
“去吧,盡己所能,無(wú)論成功失敗!”一番思想斗爭(zhēng)后,楊帆惜別原團(tuán)隊(duì)——國(guó)家天文臺(tái)紅外天體物理團(tuán)組,加入鄧?yán)畈咆?fù)責(zé)的恒星與恒星系統(tǒng)團(tuán)組。
“在之前的團(tuán)隊(duì),我已經(jīng)有了較為確定的科研方向并有了一些相關(guān)工作,轉(zhuǎn)換賽道其實(shí)有一定風(fēng)險(xiǎn)。如果選址就像拆盲盒,誰(shuí)也不知道里面是什么,但在有生之年能參與天文臺(tái)選址工作,對(duì)我的吸引力太大了。” 楊帆回憶道。
2018年3月,跟隨鄧?yán)畈诺哪_步,楊帆初次來(lái)到冷湖。
從北京乘坐飛機(jī),直飛德令哈,落地后乘車4小時(shí)抵達(dá)冷湖鎮(zhèn),再前往選址所在區(qū)域。望著眼前茫茫戈壁灘、高聳的石山,楊帆第一次感受到“世界屋脊”——青藏高原的魅力。
冷湖地區(qū)日照充足、降雨很少、晴夜數(shù)有保障,確實(shí)優(yōu)勢(shì)明顯,但在總面積1.8萬(wàn)平方公里的區(qū)域里,臺(tái)址究竟該建在何處,這成了擺在他們面前的第一道難題。
此后一個(gè)月,為找到最佳觀測(cè)點(diǎn)位,尋址團(tuán)隊(duì)科研人員踏遍了冷湖戈壁荒灘,一座比戈壁灘平均海拔高出1000至1500米的“石頭山”——賽什騰山走進(jìn)團(tuán)隊(duì)的視野。
“賽什騰山海拔4200米,海拔越高大氣層越薄,大氣對(duì)星象的干擾越少,沙塵相對(duì)比山下戈壁少。我們又調(diào)取了賽什騰山區(qū)過(guò)去幾十年的衛(wèi)星云量數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)賽什騰山作為天文臺(tái)址確實(shí)很不錯(cuò)。”楊帆回憶。
靠手提肩扛把設(shè)備背上山
鎖定賽什騰山后,下一步團(tuán)隊(duì)要做的,就是驗(yàn)證他們的判斷。“我們計(jì)劃在賽什騰山搭建觀測(cè)設(shè)備,并對(duì)各項(xiàng)天文數(shù)據(jù)做分析。”楊帆說(shuō)。
可賽什騰山的研究條件,讓團(tuán)隊(duì)上下再次犯了難。這里不通車、無(wú)水無(wú)電無(wú)網(wǎng)絡(luò),天文設(shè)備如何搭建?施工人員如何作業(yè)?運(yùn)維設(shè)備如何供電?
“天文望遠(yuǎn)鏡以及各種大型設(shè)備,由直升機(jī)‘出馬’運(yùn)輸,小型設(shè)備就靠手提肩扛。賽什騰山登山需三個(gè)小時(shí)、下山需兩個(gè)半小時(shí),我們上山前需帶齊一切有可能用到的設(shè)備,否則就是這一天就是白來(lái)一趟。”楊帆說(shuō),“我這輩子的山,都在這里爬完了。”
上山不易,高原反應(yīng)令人反應(yīng)遲緩,加之在寒冷氣候下,背負(fù)重達(dá)十余斤的逆變器、各類儀器替換設(shè)備。每一次爬賽什騰山,都是對(duì)科研人員體力、腦力的多重考驗(yàn)。
儀器取得觀測(cè)數(shù)據(jù)后,還會(huì)將數(shù)據(jù)傳回北京,進(jìn)行更細(xì)致的分析。監(jiān)測(cè)設(shè)備需要維修、維護(hù),于是他開(kāi)啟了冷湖、北京兩點(diǎn)一線的生活。
為了趕進(jìn)度,自2018年起,團(tuán)隊(duì)成員常在半天之內(nèi)從北京抵達(dá)冷湖再登上賽什騰山。賽什騰山頂?shù)暮趿績(jī)H為北京的60%,短期內(nèi)海拔的巨大差異,讓幾乎所有人都出現(xiàn)了耳鳴、心跳加速、頭疼等高原反應(yīng)。
好在為了方便科研,當(dāng)?shù)厝藛T在賽什騰山為團(tuán)隊(duì)成員建了一個(gè)小木屋。“自此我們和儀器總算有了遮風(fēng)避雨的地方。”楊帆說(shuō)。
“僅有的太陽(yáng)能和電池要供給各類儀器設(shè)備,小木屋內(nèi)唯一的取暖設(shè)備就是羽絨服、睡袋和一層層棉被。”楊帆說(shuō),自己和同事常常是用穿著羽絨服再用被子裹著全身、露出臉,守著儀器過(guò)夜。
冬日夜長(zhǎng),是觀測(cè)天象的最佳季節(jié),但冬天的賽什騰山,山頂溫度低至零下20多攝氏度。“由于低溫,帶上山的自熱食品會(huì)因?yàn)榧訜嵊玫乃Y(jié)冰而無(wú)法使用,這讓長(zhǎng)期生活在冬天有暖氣的北京人是無(wú)法想象的。”楊帆回憶道。
2018年10月,臺(tái)址正在做基建。為調(diào)試設(shè)備、監(jiān)測(cè)夜間視寧度,楊帆在賽什騰山住了整整一周,他和山上基建的工人同吃同住。他還遇到過(guò)狐貍乞食,聽(tīng)到過(guò)小木屋外狼的嚎叫聲……楊帆笑著回憶。
冬天對(duì)天文工作者來(lái)說(shuō),是最好的季節(jié),有14個(gè)小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè),但極寒的氣溫不斷向人類發(fā)出挑戰(zhàn)。
由于調(diào)試光學(xué)設(shè)備不能戴手套,在戶外作業(yè)十幾分鐘手腳已被凍得完全失去知覺(jué)。上下山的過(guò)程也變得更為艱辛,“冬天上山途中積雪最深的地方,一腳踩下去,整條腿都被沒(méi)在雪溝里,我只能用手把腿使勁拔出來(lái)。”楊帆說(shuō)。
誤打誤撞走進(jìn)天文研究領(lǐng)域
論文在《自然》雜志發(fā)表后,楊帆顯得很平靜。“科研失敗是常事,成功只是小概率事件。冷湖如此優(yōu)越的臺(tái)址有幸被我們發(fā)現(xiàn),這是整個(gè)團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持不懈外加幸運(yùn)的結(jié)果。”他說(shuō)。
這種淡然部分來(lái)自于他的家庭。作為中科院子弟,楊帆自小隨母親在科學(xué)院大院玩耍,他也更早地明白了科研的不確定性,“有成果出爐的高光,也有數(shù)十年無(wú)果的低谷”。
少年時(shí),他便給自己作出了清晰的“規(guī)劃”——考大學(xué)、讀研、讀博、做研究。高考后,楊帆報(bào)考了北京師范大學(xué)生物系和數(shù)學(xué)系,在這之前,“天文”對(duì)楊帆而言,還是個(gè)陌生的領(lǐng)域。一個(gè)機(jī)緣巧合,讓他與天文結(jié)下不解之緣。
由于熱門系“滿員”,楊帆就服從調(diào)劑來(lái)到北京師范大學(xué)天文系。當(dāng)時(shí),楊帆并不知該校還天文系,還是當(dāng)時(shí)全國(guó)僅有的兩個(gè)天文系之一。“在中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)所工作的母親曾認(rèn)真問(wèn)我,是否考慮換專業(yè)學(xué)數(shù)學(xué),將來(lái)畢業(yè)選擇可能更多。不過(guò),經(jīng)過(guò)一年的基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)后,我對(duì)天文學(xué)專業(yè)產(chǎn)生了濃厚興趣。因此,我堅(jiān)定告訴母親,我喜歡天文。這個(gè)決定,讓我走到了現(xiàn)在。”楊帆說(shuō)。
博士畢業(yè)后,楊帆順利入職中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái),先后從事了LAMOST(郭守敬望遠(yuǎn)鏡)光譜巡天先導(dǎo)巡天輸入星表設(shè)計(jì)制定工作、正式巡天的銀河系巡天部分制定輸入星表以及利用巡天數(shù)據(jù)研究銀河系結(jié)構(gòu)相關(guān)工作,還參與了一些低面亮度星云的搜尋及性質(zhì)研究工作。
科研之外,作為一名80后青年科研人員,楊帆十分關(guān)注科研工作和生活的平衡。楊帆愛(ài)好十分廣泛,喜歡帶家人自駕游、運(yùn)動(dòng)健身,在他看來(lái),學(xué)會(huì)享受生活,才能更好地投入科研工作。(記者 張?zhí)N)
關(guān)鍵詞: 青海冷湖 世界級(jí)天文觀測(cè)臺(tái)址 科研人員 天文觀測(cè)臺(tái)選址

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