中新網(wǎng)北京11月3日電 (記者 孫自法)作為中國(guó)首個(gè)天文領(lǐng)域大科學(xué)裝置，由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)負(fù)責(zé)運(yùn)行的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施郭守敬望遠(yuǎn)鏡(大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡，英文縮寫LAMOST)相關(guān)巡天數(shù)據(jù)發(fā)布、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)等進(jìn)展，一直以來備受關(guān)注。
科學(xué)產(chǎn)出正處于高產(chǎn)期
中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)11月3日對(duì)外宣布，截至2025年10月，LAMOST累計(jì)發(fā)布光譜數(shù)達(dá)到2807萬(wàn)條、恒星參數(shù)1159萬(wàn)組，數(shù)據(jù)量穩(wěn)居世界第一。
與此同時(shí)，LAMOST數(shù)據(jù)共享卓有成效，目前全球共計(jì)300個(gè)單位的1800多用戶利用LAMOST數(shù)據(jù)開展科學(xué)研究，下載數(shù)據(jù)量約17萬(wàn)GB，數(shù)據(jù)發(fā)布網(wǎng)站查詢373萬(wàn)次。
LAMOST光纖檢測(cè)相機(jī)在主鏡MB周圍的安裝位置(左)及對(duì)應(yīng)相機(jī)在焦面上覆蓋的區(qū)域分布(右)。中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái) 供圖LAMOST數(shù)據(jù)助力全球天文學(xué)家在銀河系形成與演化，致密天體及系外行星等前瞻科學(xué)領(lǐng)域取得一系列突破性進(jìn)展。過去1年間，依托LAMOST數(shù)據(jù)共發(fā)表論文417篇，再創(chuàng)歷史新高。LAMOST科學(xué)產(chǎn)出正處于高產(chǎn)期，持續(xù)為人類探索宇宙貢獻(xiàn)中國(guó)力量。
隨著國(guó)際上新光譜巡天項(xiàng)目的建成和新技術(shù)的發(fā)展， LAMOST團(tuán)隊(duì)集中攻關(guān)，在新形勢(shì)下持續(xù)挖掘LAMOST大規(guī)模巡天潛力，不斷突破新的技術(shù)瓶頸，讓多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)從“依賴進(jìn)口”變?yōu)椤爸袊?guó)自主”，主要包括LAMOST天文特種寬譜光纖實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化、實(shí)現(xiàn)光纖定位精度提升、主動(dòng)光學(xué)核心器件位移促動(dòng)器實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化等。
成功研發(fā)天文特種寬譜光纖
天文觀測(cè)需要一種特殊的“信號(hào)導(dǎo)線”——特種寬譜光纖，這種光纖對(duì)光譜透過率、穩(wěn)定性要求極高，LAMOST焦面配備有4000個(gè)光纖定位單元，對(duì)應(yīng)4000束特種寬譜光纖，這些光纖從焦面連接至光譜儀，承擔(dān)望遠(yuǎn)鏡光信號(hào)傳輸?shù)闹匾蝿?wù)，使得LAMOST可以同時(shí)獲取4000個(gè)不同天體。這是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模光譜巡天的關(guān)鍵。
為打破天文特種寬譜光纖此前長(zhǎng)期被國(guó)外壟斷的局面，LAMOST團(tuán)隊(duì)與相關(guān)企業(yè)合作，以LAMOST作為中試平臺(tái)，聯(lián)合研發(fā)出適合光學(xué)望遠(yuǎn)鏡使用的國(guó)產(chǎn)天文特種寬譜光纖，目前已完成實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)場(chǎng)初步測(cè)試，將量產(chǎn)并投入使用，讓大科學(xué)裝置核心部件實(shí)現(xiàn)“中國(guó)制造”。
LAMOST團(tuán)隊(duì)研發(fā)的國(guó)產(chǎn)化光纖樣品。中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái) 供圖中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)表示，LAMOST首次實(shí)現(xiàn)天文特種寬譜光纖的國(guó)產(chǎn)化攻關(guān)，填補(bǔ)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)空白，隨著國(guó)產(chǎn)天文特種寬譜光纖的應(yīng)用范圍持續(xù)擴(kuò)大，未來有望在中國(guó)天文領(lǐng)域廣泛普及，并進(jìn)一步走向國(guó)際市場(chǎng)。
多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越
LAMOST團(tuán)隊(duì)介紹說，近年來，國(guó)際上最新的大規(guī)模光纖光譜巡天都采用閉環(huán)檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖的實(shí)時(shí)控制，相比之前的開環(huán)檢測(cè)系統(tǒng)，閉環(huán)檢測(cè)系統(tǒng)不僅提升光纖運(yùn)行的穩(wěn)定性，而且提高光纖定位精度和望遠(yuǎn)鏡巡天效率。
在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)下，LAMOST光纖定位檢測(cè)系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)從開環(huán)到閉環(huán)技術(shù)突破。中國(guó)自主研發(fā)出新的光纖定位閉環(huán)檢測(cè)系統(tǒng)，可以在平均8分44秒內(nèi)將97.7%以上的光纖定位在0.4角秒之內(nèi)，相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)在20米外可以控制LAMOST光纖單元走到大約2/3頭發(fā)絲粗細(xì)(約60微米)的范圍內(nèi)，從而大大提升光纖定位精度，檢測(cè)系統(tǒng)平均效率也提升20%左右。
LAMOST首創(chuàng)的既拼接又變形的新型主動(dòng)光學(xué)技術(shù)是其最關(guān)鍵的核心技術(shù)，也是望遠(yuǎn)鏡光學(xué)性能、巡天順利進(jìn)行和科學(xué)成果產(chǎn)出的重要保障。其中，LAMOST的大鏡面是由許多小鏡面拼接而成，需要大量高精度的位移促動(dòng)器。為此，LAMOST團(tuán)隊(duì)通過多年持續(xù)潛心研究和迭代研制，建成位移促動(dòng)器研制和測(cè)試平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)位移促動(dòng)器的國(guó)產(chǎn)化研制，性能指標(biāo)滿足LAMOST技術(shù)要求，且處于國(guó)際前沿水平。
左右圖分別為位移促動(dòng)器在LAMOST的MA、MB鏡面上的分布。中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái) 供圖中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)表示，在LAMOST穩(wěn)定運(yùn)行和技術(shù)迭代進(jìn)程中，多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)已實(shí)現(xiàn)從“追趕”到“突破”的跨越，這不僅驗(yàn)證中國(guó)在主動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)、光纖定位控制系統(tǒng)等領(lǐng)域的自主研發(fā)能力，還帶動(dòng)中國(guó)高精度光學(xué)元件、精密機(jī)械制造、自主軟件算法等相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，形成“技術(shù)突破-產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)-能力提升”的良性循環(huán)，為中國(guó)后續(xù)更大口徑、更高性能天文望遠(yuǎn)鏡的研制積累寶貴經(jīng)驗(yàn)。(完)