活力中國調(diào)研行丨新疆何以成為世界級“天文實(shí)驗(yàn)室”
來源： 石榴云/新疆日報
2025-08-10 16:01:00
石榴云/新疆日報記者 謝慧變
8月1日，在奇臺縣半截溝鎮(zhèn)石河子村，國家重大科研基礎(chǔ)設(shè)施、110米口徑的奇臺射電望遠(yuǎn)鏡（QTT）建設(shè)正酣。這座重達(dá)6000噸的鋼鐵巨構(gòu)，已完成直徑76米的環(huán)形軌道高精度裝調(diào)，滾輪及中心體結(jié)構(gòu)單元正在拼裝，座架結(jié)構(gòu)安裝加速推進(jìn)。
正在建設(shè)中的奇臺射電望遠(yuǎn)鏡。新疆天文臺供圖
目前，QTT建設(shè)任務(wù)已過半，預(yù)計2028年建成。屆時，這座全球最大、精度最高的百米級全向可動射電望遠(yuǎn)鏡，將以角秒級指向精度靈活巡天。其廣闊的頻率覆蓋范圍（0.27—30GHz，進(jìn)一步擴(kuò)展至115GHz）將成為脈沖星、快速射電暴、納赫茲引力波和研究天體與生命起源的“觀天巨眼”。
QTT的落戶，充分印證了新疆作為全球頂級“天文實(shí)驗(yàn)室”的獨(dú)特稟賦。從支撐探月探火任務(wù)的烏魯木齊南山觀測站26米射電望遠(yuǎn)鏡，到坐擁中國境內(nèi)最佳視寧度之一的帕米爾高原慕士塔格觀測站，再到遍布全疆的優(yōu)質(zhì)臺址資源，新疆正加速構(gòu)建“射電光學(xué)并舉、基礎(chǔ)應(yīng)用并重”的全域天文觀測格局。新疆，已成為中國天文挺進(jìn)世界前沿的戰(zhàn)略支點(diǎn)。
天賜寶地：
獨(dú)特優(yōu)勢支撐前沿探索
新疆的天文觀測優(yōu)勢，源于得天獨(dú)厚的自然條件與國家前瞻性的戰(zhàn)略布局。
“新疆天文臺址資源豐富且優(yōu)質(zhì)，可滿足射電、光學(xué)、太陽等多領(lǐng)域觀測需求，是國內(nèi)屈指可數(shù)的‘天文觀測全要素區(qū)域’。”中國科學(xué)院新疆天文臺黨委書記、QTT項(xiàng)目總指揮王娜說。
被譽(yù)為世界“天文谷”的奇臺觀測站，擁有良好的無線電環(huán)境，其大氣水汽積分含量均值小于6.6mm，冬季水汽含量不足2mm。這些優(yōu)異的臺址條件，使得QTT在毫米波天文觀測上具有顯著優(yōu)勢，為捕捉宇宙深處微弱信號提供了理想觀測環(huán)境。
帕米高原上的慕士塔格觀測站。新疆天文臺供圖
在光學(xué)觀測領(lǐng)域，海拔4520米的慕士塔格觀測站視寧度中值0.78角秒（衡量望遠(yuǎn)鏡成像清晰度，數(shù)值越低越好），冬季大氣水汽含量低，加之公格爾雪山有效阻隔了城市光污染，314國道保障了高海拔運(yùn)輸效率，共同構(gòu)成優(yōu)良的光學(xué)天文觀測環(huán)境。
目前，在慕士塔格觀測站，50厘米衍射極限成像望遠(yuǎn)鏡、月閃望遠(yuǎn)鏡等設(shè)備已投入運(yùn)行，1.93米光學(xué)望遠(yuǎn)鏡即將安裝并啟用，昔日神秘的帕米爾高原正崛起為光學(xué)紅外觀測的前沿陣地。
王娜介紹，新疆的天文觀測條件國內(nèi)領(lǐng)先，除自然優(yōu)勢外，大部分觀測站點(diǎn)交通便利、支撐條件完善。慕士塔格觀測站與喀什觀測站形成“觀測—休整”聯(lián)動模式，兼顧科研效率與人員健康。
喀什觀測站自2009年正式運(yùn)行以來，已連續(xù)多次開展衛(wèi)星偽距測量、VLBI聯(lián)測等工作，每年為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供大量關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
新疆天文領(lǐng)域的系統(tǒng)性優(yōu)勢，可追溯至早期建立的南山觀測站。該站始建于1991年，站內(nèi)運(yùn)行著20多套射電與光學(xué)觀測設(shè)備，26米射電望遠(yuǎn)鏡年均運(yùn)行時長可達(dá)7000小時，1米光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、1.2米量子通信望遠(yuǎn)鏡等其他主力設(shè)備也分秒必爭，憑借年均超250個晴夜的優(yōu)勢，共同構(gòu)筑起探索宇宙的觀測矩陣。
新疆天文觀測的獨(dú)特優(yōu)勢，也吸引了國內(nèi)天文研究機(jī)構(gòu)及高校在此積極布局。如烏拉斯臺觀測站致力于宇宙“第一縷曙光”探測，紅柳峽觀測站天籟計劃專注于暗能量研究，南山射電參考架望遠(yuǎn)鏡主攻時空基準(zhǔn)國家任務(wù)等，這些站點(diǎn)不僅是國家天文體系的關(guān)鍵落子，更是孕育重大突破的創(chuàng)新前沿。
硬核突破：
從基礎(chǔ)拓展到技術(shù)攻堅
7月28日晚，烏魯木齊縣甘溝鄉(xiāng)小峰梁南山觀測站，26米射電望遠(yuǎn)鏡的巨型拋物面正緩緩轉(zhuǎn)向深空，將目光投向遙遠(yuǎn)星際。這臺承載著厚重科研歷史的設(shè)備，如今已成為我國探月工程、火星探測VLBI（甚長基線干涉測量）測軌分系統(tǒng)的核心裝備，持續(xù)輸出高精度測軌數(shù)據(jù)。
南山觀測站全景圖。新疆天文臺供圖
事實(shí)上，南山望遠(yuǎn)鏡的科研使命始于更早的基礎(chǔ)探索——
20世紀(jì)90年代，新疆天文臺科研人員利用南山25米射電望遠(yuǎn)鏡（現(xiàn)26米射電望遠(yuǎn)鏡的前身），在國內(nèi)最早開始進(jìn)行脈沖星課題觀測研究。2000年，他們成功研制出國內(nèi)第一套脈沖星計時系統(tǒng)，并堅持觀測300多顆脈沖星，在脈沖星轉(zhuǎn)動、輻射特性和星際介質(zhì)研究方面取得了顯著成果。
著名天文學(xué)家、中國科學(xué)院院士王綬琯曾高度評價：“用小望遠(yuǎn)鏡做了一項(xiàng)重要的學(xué)科開拓，帶動了我國脈沖星實(shí)測研究?！?/p>
正是在南山觀測站長期磨礪出的觀測技術(shù)、數(shù)據(jù)處理能力與工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為團(tuán)隊(duì)迎接更大挑戰(zhàn)——建設(shè)世界頂尖的QTT奠定了基礎(chǔ)。
在QTT長達(dá)十余年的預(yù)研與建設(shè)中，團(tuán)隊(duì)突破角秒級高精度指向控制方法、掌握70微米精度大面板制造工藝、研制出耐受零下40攝氏度至零上60攝氏度極端溫差的精密促動器（精度達(dá)15微米）等，為QTT建設(shè)提供了重要支撐。
“承載6000噸天線重量的軌道，表面不平度要控制在0.3毫米以內(nèi)，而安裝軌道的定位預(yù)埋螺桿在混凝土澆筑后的位置精度需達(dá)到2mm，這幾乎是土建領(lǐng)域的‘不可能任務(wù)’，但我們的工程師團(tuán)隊(duì)硬是啃下了軌道鋪設(shè)道路上最難的一塊‘硬骨頭’，現(xiàn)在正進(jìn)行軌道高精度焊接以及亞毫米級的精度調(diào)測?！蓖跄鹊难哉Z間，是對團(tuán)隊(duì)迎難而上精神的由衷贊賞。
QTT建成后，憑借其更廣的頻率覆蓋，可快速切換目標(biāo)，覆蓋更大天區(qū)，并顯著提升對高頻物理機(jī)制的研究能力。它與側(cè)重低頻觀測的FAST形成“高低頻互補(bǔ)、協(xié)同觀測”格局，共同構(gòu)成未來星際探測的“超級天眼”。
“這些突破不僅推動了天文領(lǐng)域的科研探索，更直接帶動了國內(nèi)材料加工、精密制造、基建工程等產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級與創(chuàng)新?！蓖跄日f。
星地聯(lián)動：
科學(xué)引擎賦能區(qū)域發(fā)展
7月20日，阿勒泰天文館流光溢彩的“時空隧道”里，幾名小學(xué)生模仿宇航員在“光速通道”中穿梭，腳下流動的光影引得他們咯咯直笑。
數(shù)百公里外的烏魯木齊南山觀測站，參加天文夏令營的墨玉縣加汗巴格鄉(xiāng)的學(xué)生們透過專業(yè)望遠(yuǎn)鏡探尋宇宙的深邃，滿眼都是對未知星空的驚喜與好奇……
這股從科普場館涌向科研基地的天文熱浪，是新疆天文事業(yè)將“尖端科研”與“大眾科普”深入融合的生動縮影?！把鐾强?，腳踏實(shí)地”已化作許多新疆青少年心中蓬勃生長的科學(xué)夢想。
“第一次透過望遠(yuǎn)鏡看清月球的環(huán)形山，瞬間覺得世界如此浩瀚，未來充滿無限可能?！睂W(xué)生尼加提·圖爾蓀托合提感慨道。
奇臺觀測站全景圖。新疆天文臺供圖
近年來，新疆天文臺通過舉辦天文知識競賽，組織中小學(xué)教師培訓(xùn)以及冬令營、夏令營等，積極支持星明天文臺等業(yè)余天文團(tuán)體發(fā)展，并開放南山觀測站一米望遠(yuǎn)鏡觀測數(shù)據(jù)，以形式多樣的科普活動點(diǎn)亮越來越多的天文夢想。
植根于這樣的科研沃土與創(chuàng)新生態(tài)，新疆天文事業(yè)逐步融入?yún)^(qū)域發(fā)展脈絡(luò)，成為驅(qū)動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的科學(xué)引擎。
王娜說，QTT項(xiàng)目自2022年奠基以來，吸引了國內(nèi)外數(shù)十家頂尖科研單位、近百位專家學(xué)者匯聚新疆，形成了“以大科學(xué)裝置匯聚高端人才”的強(qiáng)磁場效應(yīng)。新疆天文臺科研團(tuán)隊(duì)規(guī)模也從最初的幾十人迅猛擴(kuò)展至近200人。人才的聚集效應(yīng)也在向產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)力，未來與QTT發(fā)展配套的軌道特種鋼加工、超精密軸承制造等核心技術(shù)企業(yè)，也將在服務(wù)國家項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)技術(shù)能級的躍升。
依托QTT建設(shè)，奇臺縣前瞻性規(guī)劃“天文小鎮(zhèn)”，確立了“科研牽引、產(chǎn)業(yè)賦能”的發(fā)展路徑。在慕士塔格觀測站周邊，牧民們經(jīng)營的“星空民宿”悄然興起，游客在體驗(yàn)高原風(fēng)情、品味酥油奶茶的同時，抬頭即可仰望璀璨銀河，真正形成了尖端科研、生態(tài)保護(hù)與百姓增收的和諧交響。
QTT建成后，將面向全球開放國際觀測申請，成為“一帶一路”上天文合作的重要支點(diǎn)?！爱?dāng)國外科學(xué)家來到奇臺，他們看到的不僅是世界級望遠(yuǎn)鏡，更是當(dāng)?shù)嘏畈陌l(fā)展和各族群眾的幸福生活，這是最真實(shí)、最動人的新疆故事。”王娜說。
從南山觀測站的燈火，到帕米爾高原的星輝；從實(shí)驗(yàn)室里毫厘之間的精密調(diào)試，到科普課上孩子們閃亮的眼眸……新疆天文的奮進(jìn)足跡，既標(biāo)記著直抵云霄的科研高度，也丈量著惠澤于民的現(xiàn)實(shí)溫度。當(dāng)QTT睜開“天眼”，它投向宇宙深空的第一縷目光，將成為新疆向世界展現(xiàn)創(chuàng)新活力與開放胸襟的新起點(diǎn)。