中國“雪龍號”第32次南極科考隊將盡力修復清華南極巡天望遠鏡AST3-2

2015年11月7日中國“雪龍號”極地科學考察船于上海順利啟航，近日經停澳大利亞Fremantle港（位于Perth西南19km）各類必備物資補給之后，將繼續開赴南極洲進行中國第32次科學考察.“雪龍號”此行還將同時協助澳大利亞將貨物從Fremantle運送至位于南極洲萬賽訥灣（Vincennes Bay）的澳洲永久考察站 Casey Station.11月28日晚間，“雪龍號”已經成功穿越以風強浪高流急險象環生著稱的西風帶（緯度40度至60度之間），安抵南極浮冰區，正在繼續朝南極中山站挺進.2014年11月18日下午，在澳大利亞塔斯馬尼亞州（Tasmania）首府霍巴特（Hobart）訪問的中國國家主席習近平在澳大利亞總理阿博特（Tony Abbott）陪同下，視察了當時正在當地港口進行物資補給的“雪龍號”科學考察船，慰問了中國第31屆南極科學考察隊全體成員.

這回中國第32次科考出征在南極洲冰穹A（Dome A；海拔4000m以上）的主要天文儀器任務是盡全力修復自2015年初安裝以來一直未能正常運行的光學望遠鏡AST3-2（曾在中國東北黑龍江省漠河縣測試運行過）.清華大學斥資修建“南極巡天望遠鏡”AST3-2（Antarctic Survey Telescopes）.清華大學、中國南極天文中心、中國科學院國家天文臺三方合作簽字儀式于2011年3月16日在清華大學物理系舉行，委托中國科學院南京天文光學技術研究所負責設計制造安裝運行AST3-2.AST3-2主鏡口徑為68cm，有效通光口徑為50cm，具備指向跟蹤和自動調焦等功能，配備的單片CCD相機像素達1億.2014年10月30日AST3-2由中國第31屆南極科學考察隊從上海啟程攜帶前往南極冰穹A.目前對AST3-2儀器故障的初步判斷包括供給觀測窗口自動去霧除霜的能源裝置未能在整體設備重啟后正常工作和遠程控制望遠鏡指向在若干特定方位上有異常現象.現在計劃于2016年1月在南極冰穹A就地整體替換相關部件，帶回南京后認真核查檢驗被取代部件；另一項極為重要的挑戰性任務是在當地確保長于一年時間的整體設備能源供給.

成立于南京紫金山天文臺的中國南極天文中心在近若干年內準備在中國南極天文臺（南緯80°25′01″，東經77°06′58″，海拔 4087m）實施整體AST3項目，計劃在南極內陸冰蓋最高點冰穹A（海拔4093m）西南約7.3km附近區域安裝3臺有效觀測口徑50cm的大視場折反射巡天望遠鏡，分辨率為1角秒，配備不同的濾光片，主要用于搜尋銀河系外的超新星爆發事件，同時尋找亮度瞬間變化的天體，如災變星、星震、微引力透鏡效應、系外行星系統等；此外，還將搜尋各類天體變源，包括活動星系核、銀河系內的各類變星等.南極天文觀測具有特殊的優勢，但就光學波段觀測而言，南極光卻是無法回避的“極夜光污染”.未來，中國還將在南極昆侖站安裝包括口徑更大的光學紅外巡天望遠鏡（KDUST；南極昆侖暗宇宙巡天望遠鏡）等.中國的首臺全自動無人值守“南極巡天望遠鏡”AST3-1（2011年10月14日在紫金山天文臺盱眙觀測站調試成功），2011年10月19日在上海登上“雪龍號”極地科考船，于2011年11月3日乘“雪龍號”跟隨中國第28次南極科考隊從天津出發奔赴南極.AST3-1于2012年初安裝后，工作了一個多月（700多個小時）后便停止運行至今.按目前的南極冰穹A設備修復工作計劃安排，在無足夠充分能源供給的情況下，在2017年春之前，AST3-1和改造升級后的CSTAR都仍然無法長期操作運行.

南極的與空間的實驗儀器項目的實施困難程度相當，極地條件非常特殊，須從長計議，亟需大體積超低溫制冷空間可調并設有透射窗口的實驗測試裝置環境.各種空間實驗儀器同樣需要此類空間可調測試裝置環境來檢測超低溫時不同大小的設備性能.此次在南極冰穹A修復清華“南極巡天望遠鏡”AST3-2任務非常艱巨，工作壓力大，僅有兩名工作人員（南京天文光學技術研究所和天津大學）戮力并肩協作，在大氣稀薄高海拔低氣壓缺氧氣寒冷異常的極地條件下，實際可工作時間只有20幾天.清華大學的全自動無人值守南極巡天望遠鏡AST3-2能否在2016年絕地逢生，持續長時間穩定正常運行，挑戰與機遇并存！