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。現在也是這樣，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。

索菲亞天文臺就是按照這種思路建造的，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平流層，所以索菲亞天文臺還有一個很正規的名字——“索菲亞平流層紅外天文臺”。平流層的高度在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。索菲亞天文臺里的望遠鏡，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望塵莫及。

在飛機上建造天文臺

天文臺建造在大氣層中的平流層似乎是不可思議的，它必須要有一個飛行器來承載它的運行。實際情況也是這樣，索菲亞天文臺使用了大型運輸機托著它在高空中飛行。索菲亞天文臺有17 噸重，承載它的飛機是波音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。

一般的天文臺都有天文圓頂，可索菲亞天文臺卻沒有天文圓頂，它有一扇天窗，這扇天窗在飛機的尾部。索菲亞天文臺的望遠鏡的主鏡由多塊鏡面組合而成，相當于一塊2.5 米的大鏡片，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才不會影響望遠鏡。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，在飛機內還特意設計了一個傾斜的斜面，讓進入的氣流按照一定的方式重新返回飛機的外面。

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

日全食引發的創意

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，美國航空航天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。柯伊伯取得了不小的成績，從此，氣球天文臺被打入冷宮，而機載天文臺這個名稱被大家漸漸熟知。這些經驗最終導致索菲亞天文臺的出現，所以說，它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了天文學家的思路。

索菲亞天文臺在實施的過程中也出現了一些波折，因為經費短缺它差一點“夭折”。2006 年，索菲亞天文臺恢復建設，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，它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，索菲亞天文臺20 年的服役期開始了。

飛翔的天文臺的本領

索菲亞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中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了，這時候，索菲亞天文臺上的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85 300 千米的速度劃過地球。這時候索菲亞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2 900 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，索菲亞天文臺就在太平洋上空觀測。

在索菲亞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，也不需要辦理護照，隨意飛到哪個國家的上空都可以！