飛翔的天文臺

北辰

要想看星星，就要避開山峰和樹木，因此古人建造的觀星臺都是在高處?，F在也是這樣，只不過現在人們明白，選擇在高處觀測星星，絕不是要避開周圍障礙物這么簡單，而是因為地面的潮氣和灰塵都太重。

一般來說，越是往上，空氣越稀薄，觀測條件也就越好，最好的辦法是飛出地球大氣層以外，把望遠鏡放在太空。但是，這需要一筆巨大的費用。若是把望遠鏡放置在地球大氣層以上足夠高的地方，也可以達到比較理想的效果。

索菲婭天文臺就是按照這種思路建造的天文臺，它在距離地面13千米的高空觀測星星，這里是地球大氣層的同溫層，所以索菲婭天文臺又有一個很正規的名字——“同溫層紅外天文臺”。同溫層的高度在10～50千米之間，在這個高度范圍內，大氣層中的水蒸氣只有地面的1%，在這里看星星，星星就不會眨眼睛，這對天文觀測是非常有利的。索菲婭天文臺工作的同溫層，雖然趕不上太空中的哈勃望遠鏡，卻讓任何高山上的望遠鏡都望塵莫及。

天文臺建造在大氣層中的同溫層似乎不可思議，它必須要有一個飛行器來承載它運行，實際情況也是這樣，索菲婭天文臺使用了大型運輸機托著它在高空中飛翔。索菲婭有17噸重，承載索菲婭的飛機是波音747，這種大型客運飛機可以承載400多名乘客，也只有這種大型運輸機才能勝任這種工作。

一般天文臺都有天文圓頂，可索菲婭沒有天文圓頂，它有一扇天窗，這扇天窗在飛機的尾部。索菲婭望遠鏡的主鏡由多塊鏡面組合而成，相當于一塊2.5米口徑的大鏡片，安放在飛機尾部。而望遠鏡的控制系統，包括計算機、光譜儀和照相設備都安裝在增壓艙室內，天文學家們就在這里工作。他們一邊看著電腦顯示屏上的天體圖像，一邊還可以透過飛機的舷窗看看天空真實的景觀，當然，也可以看看飛機下面的景色。

要在飛機上建造這樣一個舒適的天文臺，需要解決一系列技術上的難題。望遠鏡要設置在一個大型緩沖平臺上，這樣飛機產生的振動，就不會影響望遠鏡。避免氣流的影響也很重要，打開觀測艙門的時候，為了避免少量的氣流進入艙內，在飛機內還特設了一個傾斜的斜面，讓進入的氣流按照一定的方式重新返回飛機的外面。

這種飛行天文臺的最大好處是維護方便，可以不斷升級，而那種在太空運行的望遠鏡如果壞了，就必須有人飛到太空去修理。

日全食出現的時候，在大地上會出現一個狹長的地帶，只有在這個地帶的人，才能看到日全食。日全食是慢慢地掃過這個地帶的，前面地帶的人看不到日全食了，但是，后面的地帶卻開始出現日全食。這給天文學家一個啟示，他們想，如果沿著這個地帶向前跑，那么就可以長時間地看日全食了。事實上，他們常常這樣做，但是，不是在大地上跑，而是乘坐氣球，沿著這個日全食帶向前飛。

后來，飛機技術發展了，他們又拿著望遠鏡，或者拿著照相機，坐著飛機向前飛。1965年5月30日，美國宇航局使用一架飛機觀測了日全食。1968年，一架直徑30厘米的紅外望遠鏡被安裝在噴氣式飛機上，對行星和星云以及一些紅外源進行了觀測。到了1974年，柯伊伯機載天文臺誕生了，它的載體是一架C-141大型運輸機，它使用了一臺直徑91厘米的反射望遠鏡?？乱敛〉昧瞬恍〉某煽儯瑥拇藲馇蛱煳呐_被打入冷宮，而機載天文臺這個名稱被大家漸漸熟悉。這些經驗最終導致索菲婭飛行天文臺的出現，所以說，索菲婭的誕生并不僅僅是因為天文學家要改善工作環境，另一個引發它出現的原因是觀測日全食引發的思路。

索菲婭飛行天文臺在實施的過程中，出現了一些波折，因為經費短缺它差一點夭折。2006年，索菲婭恢復建設，直到2010年5月，它才真正開始服役。這一次，它搭載10名工作人員，進行了6個多小時的測試。研究人員認為，索菲婭的這次飛行是成功的，它可以上崗工作了，誰要是有什么好的觀測建議，可以向他們提出使用申請。于是，索菲婭飛行天文臺20年的服役期開始了。

索菲婭飛行天文臺主要針對紅外波段進行觀測，它的特別本領是完成其他望遠鏡無法完成的任務。當一般望遠鏡發現星空的某個天體發生了奇特的景象時，就會眼睛不眨地看著這個天體，但是，地球是要自轉的，星空很快就會轉到地球的另一面，地面上的望遠鏡再想看，也毫無辦法，這時候，索菲亞望遠鏡就可以大顯身手了。

2011年6月23日，冥王星遮擋住一顆遙遠的恒星，這是研究冥王星大氣層的絕好機會，這個機會轉瞬即逝，冥王星的影子會以每小時85300千米的速度劃過地球。這時候索菲婭飛行天文臺顯示出了它的獨特本領，這一天它從美國南加州的基地起飛，飛行超過2900千米，抵達了這一陰影軌跡的中央，并且追隨冥王星的陰影觀測了許久，由此成為唯一能做到這一點的天文臺。當時這一現象發生在太平洋上，索菲婭就在太平洋上空觀測。

在索菲婭天文臺工作，是一件很悠閑的事情，科學家在天上飛行就跟度假一樣。他們不僅可以仰望星空，也可以俯瞰大地，想到哪里去，就把飛機開到哪里去，也不要辦理護照，隨意飛到哪個國家的上空都可以！

（編輯 孫世奇）