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南极巡天望远镜实现无人值守越冬观测

南极巡天望远镜AST3是在中国南极天文中心的组织下建设的我国第二代南极天文光学设备,包括三台入瞳直径500mm,配置g,r,i三种不同滤光片的大视场巡天望远镜,是南极首套可远程遥控无人值守运行和口径最大的南极光学望远镜。

  中国科学院南京天文光学技术研究所负责望远镜主体研制,安装在我国南极内陆昆仑站(海拔4100m,气压0.57atm)。光学系统采用了我国创新设计的大视场折反式系统,主镜直径680mm,视场8平方度,该光学系统既具有经典施密特系统的优良像质,又具有镜筒短,结构紧凑和消畸变及大气色散校正等优点。AST3-2是第二台南极巡天望远镜,研制中提出了新的驱动方法,具有高精度、低功耗、高可靠性等优点,并建立了具有预警及自诊断能力的故障处理系统。2017年1月,科考队员对AST3-2望远镜和能源通讯平台进行了精心的维护,并提升了观测运行条件。望远镜首次实现了在南极极端环境下无人值守的越冬运行,顺利度过了从-35~-75℃的严寒考验;成功进行了系外行星和超新星巡天的连续观测,发现了大量高置信度的系外行星候选体。特别令人振奋的是,AST3-2在2017年8月18日至28日期间探测到了来自GW170817引力波事件的光学对应体和光变,使得我国天文学家能够使用自己的望远镜参与了这次国际天文盛宴,为本次引力波源的全球探测提供了重要观测数据。

  AST3-2实现越冬观测表明,我国在面向南极内陆极端环境下的光学望远镜研制关键技术取得了突破性进展,在无人值守天文仪器遥控运行方面积累了成功经验。正在研制的第3台AST3望远镜还将观测范围拓展到近红外波段,可以充分利用南极内陆红外观测的巨大优势,开展近红外波段时域巡天和系外行星探测研究,有望突破中国红外天文观测的瓶颈。这些工作将为中国在昆仑站这样一个有独特天文观测优势但条件严酷的台址建造天文望远镜提供全面的技术储备,为国家海洋局和中科院共同建议的国家重大科技基础设施项目——南极昆仑站天文台建设奠定技术基础,提供人才储备。

  AST3的成功研制和运行是在国家海洋局南极科考的大力支持下实现的,是南极天文中心各主要参与单位(中国科学院紫金山天文台、南京天文光学技术研究所、国家天文台,中国极地研究中心、南京大学、清华大学、天津师范大学、北京师范大学、天津大学等)及澳大利亚新南威尔士大学、英澳天文台和斯威本科技大学协力合作的典范。

南极巡天望远镜AST3-2安装在冰穹A