朱鎮(zhèn)熹

天文學(xué)是一門(mén)實(shí)測(cè)科學(xué)，通過(guò)對(duì)天體的觀(guān)測(cè)，了解宇宙的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)，以及運(yùn)行規(guī)律，總結(jié)規(guī)律，推動(dòng)物理學(xué)的進(jìn)步。比如，萬(wàn)有引力定律公式就是通過(guò)天文觀(guān)測(cè)推導(dǎo)出來(lái)的。廣義相對(duì)論的預(yù)言也是通過(guò)天文觀(guān)測(cè)證實(shí)的，如：光線(xiàn)彎曲、水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)、雷達(dá)回波延遲等。

為什么太空天文觀(guān)測(cè)效果好？

現(xiàn)代的天文觀(guān)測(cè)，可以說(shuō)是全方位的，望遠(yuǎn)鏡有光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、紅外望遠(yuǎn)鏡、射電望遠(yuǎn)鏡等等，對(duì)高能宇宙射線(xiàn)、高能粒子、中微子甚至引力波的探測(cè)都是天文觀(guān)測(cè)的一種。地球大氣給我們提供氧氣的同時(shí)，也屏蔽掉了紫外線(xiàn)、宇宙射線(xiàn)等，但是它對(duì)天文觀(guān)測(cè)是有影響的，大氣的湍動(dòng)（不規(guī)則運(yùn)動(dòng)）使得星星會(huì)“眨眼”。同學(xué)們?cè)谝雇碛^(guān)測(cè)星空時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，除了最亮的幾顆行星，其它星星偶爾會(huì)消失，我們可以形象地將這種現(xiàn)象比喻為星星“眨眼”。

為避免這種現(xiàn)象，人們便發(fā)射天文觀(guān)測(cè)衛(wèi)星到大氣的外面去觀(guān)測(cè)。著名的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡就取得了很多觀(guān)測(cè)成果。中國(guó)的“嫦娥三號(hào)”登月探測(cè)器就帶了月基小望遠(yuǎn)鏡到月亮表面去觀(guān)測(cè)。但是太空望遠(yuǎn)鏡的制造、發(fā)射及運(yùn)行成本很高，技術(shù)要求更高，哈勃望遠(yuǎn)鏡的總成本達(dá)幾十億美元，同樣大小的地面望遠(yuǎn)鏡只要數(shù)千萬(wàn)美元。

地球上進(jìn)行天文觀(guān)測(cè)的最好地方——南極

南極大陸主要被冰雪覆蓋，或者說(shuō)大陸上有一塊厚達(dá)3000多米的冰，其冰蓋的最高點(diǎn)—冰穹A海拔4093米。盡管南極的大部分地區(qū)，特別是大陸邊緣風(fēng)極大，但是在冰穹A卻通常風(fēng)和日麗，就像“臺(tái)風(fēng)眼”無(wú)風(fēng)一樣。

通過(guò)實(shí)地觀(guān)測(cè)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)：南極冰穹A的天空的大氣湍流很少，那里的星星幾乎不“眨眼”，是地面上進(jìn)行光學(xué)天文觀(guān)測(cè)的好地方。冰穹A的天文觀(guān)測(cè)環(huán)境幾乎可以媲美太空，比現(xiàn)在安放大望遠(yuǎn)鏡的夏威夷和智利的站址還要好許多。

南極的冬季（北極的夏季）是極夜，冰穹A有134天是連續(xù)黑夜，所以科學(xué)家在南極可以不間斷地對(duì)半個(gè)天空的天體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，大大提高了觀(guān)測(cè)效率。

冰穹A是全球空氣溫度最低和空氣最干燥的地方。由于空氣里的水會(huì)吸收太赫茲波段的光，在南極就可以開(kāi)展太赫茲天文觀(guān)測(cè)。美國(guó)就在南極點(diǎn)安裝了太赫茲望遠(yuǎn)鏡，觀(guān)測(cè)到了宇宙大爆炸假設(shè)的觀(guān)測(cè)證據(jù)。這在天文學(xué)上是一件非常了不起的成就。

無(wú)人值守的中國(guó)冰穹A天文觀(guān)測(cè)站如何監(jiān)測(cè)天象？

正因?yàn)槟蠘O觀(guān)測(cè)有眾多優(yōu)勢(shì)，各國(guó)科學(xué)家紛紛在南極開(kāi)展各自的天文工作：天文選址、架望遠(yuǎn)鏡、放氣球、鉆洞放探測(cè)器等等，不亦樂(lè)乎。

中國(guó)自然不甘落后，還在冰蓋最高點(diǎn)建立了昆侖站，但是它是個(gè)度夏站，不是越冬站，也就是說(shuō)夏天的時(shí)候我們派去考察隊(duì)員進(jìn)行科學(xué)考察，冬天不在里面過(guò)冬。我們的天文觀(guān)測(cè)，特別是光學(xué)天文觀(guān)測(cè)，基本上是在夜里，也就是冬季進(jìn)行。沒(méi)人在那里，我們就要通過(guò)衛(wèi)星通訊，監(jiān)測(cè)和控制南極望遠(yuǎn)鏡的運(yùn)行。運(yùn)行需要?jiǎng)恿Γ娏Γ?，白天可以用太?yáng)能，冬季只能靠燒油發(fā)電，南極是禁止使用核能的。