在4526米高度建一座“零海拔”天文觀測站

吳純新

我國首座零海拔天文觀測站——慕士塔格天文觀測站投入使用后，天文學家將開展宇宙學、恒星形成與演化等領域的觀測研究以及高分辨率光學成像觀測研究。該觀測站將為高海拔地區科研工作人員的生命健康提供安全保障，為我國天文科考快速發展提供強力支撐。

無須制氧，就能實現氧壓同補，讓室內整體氧含量提升60%以上；在高原地區，可將室內大氣壓力、溫度濕度等關鍵人居指標改善至與平原地區相當水平……近日，我國首座零海拔天文觀測站——慕士塔格天文觀測站，在新疆克孜勒蘇柯爾克孜自治州投入使用，這將持續為高海拔科學研究工作保駕護航。

可將等效海拔高度降至與平原相當水平

慕士塔格天文觀測站地處西昆侖山脈第三高峰——慕士塔格峰附近，海拔4526米，總建筑面積約150平方米，具備科考、居住、辦公等功能。

據介紹，利用該觀測站，天文學家將開展宇宙學、恒星形成與演化、銀河系動力學與演化、星系和活動星系核、太陽系外行星與太陽系天體等領域的觀測研究。同時，基于觀測站周圍優良的大氣視寧度條件，天文學家還將在此開展高分辨率光學成像觀測研究。

“山頂氣壓和氧氣濃度，僅相當于平原地區的55%左右。”中國建筑先進技術研究院高海拔人居環境工程研究中心副主任葉智武介紹，這意味著天文學家在這種高海拔地區工作時，將長期處于低壓、低氧、低溫、強紫外線的惡劣環境中。

為減輕高原反應對科研工作者造成的急性高原反應及慢性損傷，中國建筑第三工程局有限公司與北京師范大學、中國科學院新疆天文臺開展合作，針對高原天文工作，創新性地研制了一款科考型增壓建筑。

該建筑體采用類似于空間站和飛機機艙的增壓氣密技術，能將室內氣壓整體增壓至1個標準大氣壓，以此解決高原低壓、缺氧問題，營造出等同于平原地區（即零海拔地區）的環境。

葉智武說，零海拔增壓建筑由集成設備控制系統、增壓補氧系統、室內外環境監測系統、能源管理系統、有序氣流組織系統等智能化系統組成，這些智能化系統可一鍵啟動，快速調節過渡區壓力，僅需3分鐘，居住空間主要環境指標就能達到零海拔標準。

慕士塔格天文觀測站建筑體能將室內人體感受等效海拔高度降至與零海拔相當的水平，因此也被稱為“零海拔天文觀測站”。這有望為我國天文科考工作進入快速發展新階段提供強力支撐。

為地基光學天文觀測提供優質條件

2003年，中國科學院國家天文臺牽頭進行中國西部天文戰略選址，陸續監測并選出了西藏阿里、四川稻城、新疆慕士塔格、青海冷湖4個高海拔臺址。這些臺址都位于海拔4000米以上，可為天文觀測提供優質的觀測條件。

“天文臺址上空的空氣越稀薄，對天體輻射信號產生的影響越小，因此開展地基光學天文觀測需要在海拔盡可能高的地區。”北京師范大學天文系教授張記成說，常規地基大型光學望遠鏡要建在可滿足海拔高、氣候干燥、視寧度好、遠離城市燈光污染等典型條件的地區。

張記成介紹，進行地基光學天文觀測時，天文學家要在地球上利用天文觀測設備透過地球大氣對天體進行觀測，因此其準確性會受到多種因素影響。例如，地球大氣中的物質會吸收或散射掉部分來自宇宙的天體信號。近年來，城市的快速發展加快了人口與工業的聚集速度，由此帶來的光污染及空氣污染等問題，都會對地基天文觀測結果的準確性產生影響。

結合我國地勢和人口分布等特征，天文學家在選址時將目光投向了天文觀測條件更好的西部高海拔地區。慕士塔格天文觀測站臺址位于我國西部邊陲，在時域天文觀測設備布局和空間觀測任務執行等方面，具有獨特的地理經度優勢。觀測站所在地區距城市較遠，附近人口稀少，遠離光污染和其他工業污染，且氣候干燥，無沙塵天氣。

天文觀測是一項長期的基礎性科學研究。張記成表示，零海拔天文觀測站的建成投用，將為在高海拔地區開展天文臺址監測、天文設備建設、觀測設備運行與維護等相關工作人員的生命健康提供安全保障，有效提高在站人員的工作與休息效率，極大緩解有高原反應的在站人員身體狀況，有利于天文學家長期在此從事相應的觀測和研究工作。