近日，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光機(jī)所參與研制的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“子午工程二期”光譜成像日冕儀，在麗江玉龍站通過工藝測(cè)試，首批日冕觀測(cè)圖像發(fā)布，標(biāo)志我國(guó)自主研制的首臺(tái)常態(tài)化運(yùn)行地基日冕儀建成。
一張日冕觀測(cè)圖像背后，是科研人員日復(fù)一日的“守望”。他們有怎樣的故事？近日，記者走近中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光機(jī)所光譜成像日冕儀研制團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行采訪。
“圖像邊緣的朦朧白光，就是日冕。”中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光機(jī)所張紅鑫研究員介紹，日冕是太陽(yáng)最外層大氣，利用日冕儀對(duì)低日冕開展觀測(cè)，對(duì)太陽(yáng)物理、空間物理核心科學(xué)、空間天氣學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域具有重要價(jià)值。然而，由于日冕輻射極其微弱，可見光波段亮度僅為太陽(yáng)光球?qū)恿炼鹊膸资f(wàn)至百萬(wàn)分之一，且受限于地球大氣散射光的影響，使得在地面進(jìn)行日冕光譜學(xué)觀測(cè)成為巨大挑戰(zhàn)。
為了填補(bǔ)日冕光學(xué)觀測(cè)技術(shù)空白，張紅鑫團(tuán)隊(duì)擔(dān)起日冕儀光學(xué)成像系統(tǒng)的科研任務(wù)，開展了4年技術(shù)攻關(guān)。“最大問題是國(guó)內(nèi)沒有任何研制經(jīng)驗(yàn)。”張紅鑫說(shuō)。
作為國(guó)內(nèi)首個(gè)開展光學(xué)成像日冕儀研究的團(tuán)隊(duì)，張紅鑫一路“摸著石頭過河”。通過翻閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，他發(fā)現(xiàn)將光學(xué)玻璃精度打磨到0.5納米以下，可以抑制光學(xué)成像日冕儀雜散光。“玻璃精度越細(xì)難度越大，當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)沒有任何參考案例，實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)環(huán)境有限，不完全真實(shí)，項(xiàng)目結(jié)果無(wú)法保證。”張紅鑫說(shuō)。
為此，張紅鑫在實(shí)驗(yàn)室模擬人工太陽(yáng)，一點(diǎn)點(diǎn)計(jì)算、過濾、檢測(cè)，將光學(xué)玻璃精度打磨到極致。“數(shù)不清做過多少次試驗(yàn)了，只覺得遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)數(shù)據(jù)再精準(zhǔn)，也無(wú)法保證外場(chǎng)觀測(cè)效果。”為了提高試驗(yàn)精準(zhǔn)度，張紅鑫和團(tuán)隊(duì)數(shù)次往返云南高原考察。
團(tuán)隊(duì)骨干成員王泰升一直跟進(jìn)項(xiàng)目，高原反應(yīng)讓他吃盡了苦頭，“雖然這里海拔高，但觀測(cè)條件好，數(shù)據(jù)精準(zhǔn)。我們?cè)囼?yàn)檢測(cè)是‘看天吃飯’，太陽(yáng)一出來(lái)馬上試驗(yàn)，分秒不能錯(cuò)過。為了保證進(jìn)度，只能一邊吸氧一邊工作。”
數(shù)據(jù)傳回，張紅鑫不分晝夜進(jìn)行檢測(cè)、分析，最終成功將光學(xué)玻璃精度提高到優(yōu)于0.5納米，并突破日冕儀雜散光分析、抑制、檢測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)。目前，光譜成像日冕儀所獲科學(xué)數(shù)據(jù)質(zhì)量達(dá)到國(guó)際一流水平，成為當(dāng)前國(guó)際上工作于該波段最優(yōu)秀的地基日冕儀，項(xiàng)目成果填補(bǔ)了我國(guó)日冕儀研制領(lǐng)域空白。