Plateau Star Tower: Den Geheimnissen des Universums im Ali-Observatorium auf der Spur
2024-08-22
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Als Doktorand nutzte ich das 40-cm-Teleskop am Ali-Observatorium per Fernbedienung, um wissenschaftliche Forschungen im Zusammenhang mit der Asteroidenphotometrie durchzuführen. Es war schon immer mein Wunsch, zur Feldbeobachtung und zum Studium zur Ali-Beobachtungsstation zu gehen. Glücklicherweise schickte mich das Forschungsteam Ende April dieses Jahres zu Ali, um bei der Installation und Fehlerbehebung des 60-cm-Fernglases zu helfen.Das machte mich sehr aufgeregt, aber auch sehr unruhig: Ich freute mich darauf, zur Beobachtung vor Ort nach Ali zu gehen und endlich auf das Plateau klettern zu können, um meinen Wunsch zu verwirklichen und die spektakuläre Szenerie der auf das Plateau fallenden Sterne zu sehen; Ich machte mir Sorgen über die Herausforderungen, die die kalte und hypoxische Umgebung für meinen Körper mit sich brachte, und darüber, ob er die zugewiesenen Arbeitsaufgaben reibungslos erledigen würde. Aber warum sollte das Teleskop auf einem Plateau an einem Ort mit rauen Lebensbedingungen aufgestellt werden, insbesondere in einer kalten und hypoxischen Umgebung wie Ali?Ali bezieht sich hier auf die Ali-Region, die im Westen des chinesischen Autonomen Gebiets Tibet und im Hinterland des Qinghai-Tibet-Plateaus liegt und als „Dach der Welt“ bekannt ist. Mit einer durchschnittlichen Höhe von über 4.500 Metern ist die Ali-Region einer der Orte auf der Erde, die dem Himmel am nächsten sind.Bevor wir verstehen, warum Ali als Observatoriumsstandort ausgewählt wurde, müssen wir kurz die Grundprinzipien bodengestützter astronomischer Beobachtungen verstehen. Bei der bodengestützten astronomischen Beobachtung werden Signale von Himmelskörpern über bodengestützte Teleskope empfangen, und die Signale von Himmelskörpern erleiden unvermeidliche Verluste, wenn sie in die Atmosphäre eindringen. Je weniger und relativ stabiler die Atmosphäre über einem Stationsstandort ist, desto besser ist die Qualität des empfangenen Signals. Darüber hinaus müssen künstliche Lichtquellen vermieden werden, um sicherzustellen, dass es auf dem Stationsgelände viele Sonnentage gibt und keine starken Winde und Sandverwehungen auftreten, da sonst die Beobachtung optischer und anderer Wellenbänder beeinträchtigt wird.▲ Abbildung 1Schematische Darstellung astronomischer Beobachtungsbänder und atmosphärischer Absorptionsfenster. Quelle: China Antarctic Astronomy Center
Aufgrund seiner trockenen und dünnen Atmosphäre, der extrem großen Höhe, der 82 % klaren Nachtquote und der nahezu Null-Lichtverschmutzung verfügt Ali über die Voraussetzungen, das beste astronomische Observatorium der Welt zu werden. Es ist zu einem idealen Ort für astronomische Forscher geworden, um die Sterne zu beobachten Meer. Ein idealer Ort, um das ferne Universum zu erkunden.Von 2002 bis heute haben unsere Vorgänger unzählige Hindernisse überwunden und das astronomische Observatorium auf dem Gipfel des Berges Jiamaer Deng, südlich der Stadt Shiquanhe (32,325° N, 80,027°), auf einer Höhe von etwa 5100 Metern ausgewählt und gebaut In Ali wurde schließlich der „Sternturm“ errichtet. Heutzutage ist das Infrastrukturprojekt des Ali Astronomical Observatory fast abgeschlossen und einige Teleskope haben Beobachtungsmissionen mit unterschiedlichen wissenschaftlichen Zielen durchgeführt.▲ Abbildung 2Panorama des Ali-Observatoriums. Quelle: Nachrichtenagentur Xinhua
Was sind die Herausforderungen bei der Montage und Inbetriebnahme von Teleskopen in Ali?
Obwohl das Ali-Gebiet eine große Höhe und dünne Luft aufweist, was der astronomischen Beobachtung förderlich ist, stellt es auch physikalische Herausforderungen für wissenschaftliche Forscher dar. Ich habe noch nie die Erfahrung gemacht, in großer Höhe zu leben. Um mich an die große Höhe anzupassen, habe ich für eine kurze Anpassungsphase eine Nacht am Flughafen Lhasa Gonggar auf einer Höhe von 3570 Metern verbracht. Ich fühlte mich an diesem Tag nicht unwohl, aber als ich am nächsten Tag in der Stadt Shiquanhe in Ali ankam, stimulierten die wunderschönen schneebedeckten Berge und das erstickende Gefühl, das die dünne Luft verursachte, meine Sinnesnerven stark.▲ Abbildung 3Schneeberge in der Region Ali. Foto mit freundlicher Genehmigung des Autors
Ohne Pause fuhren wir am Abend unserer Ankunft zur Sternwarte, um die Hebearbeiten für das Teleskop durchzuführen. Das Heben des Teleskops ist eine Aufgabe, die ein hohes Maß an Präzision und Zusammenarbeit erfordert. Jeder Tubus und jedes Zubehör muss sorgfältig installiert werden. Am ersten Tag haben wir im Wesentlichen den Zusammenbau des Teleskops abgeschlossen. Dies ist auf unsere gründliche Vorbereitung zurückzuführen. Tatsächlich haben wir das Teleskop bereits in Nanjing zusammengebaut und getestet, bevor wir es verschickten. Dazu gehört unter anderem die Überprüfung aller Montagedetails des Teleskops, der Installationseinstellungen der Steuerungssoftware sowie ein detaillierter Installations- und Debugging-Plan.Die Windgeschwindigkeit an der Ali-Beobachtungsstation war an diesem Tag sehr stark, was die Hebearbeiten vor große Herausforderungen stellte. In einer solchen Umgebung befindet sich der Kranführer nahezu im toten Winkel. Bei einem empfindlichen Gerät wie einem Teleskop kann eine kleine Unachtsamkeit zu irreversiblen Schäden führen. Wir mussten eng mit ihm zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass jeder Schritt reibungslos verlief. Es ist nicht einfach, angesichts der störenden Windgeschwindigkeit und der körperlichen Beschwerden, die durch Reflexionen in großer Höhe verursacht werden, konzentriert und ruhig zu bleiben. Dank der stillschweigenden Zusammenarbeit und dem umfassenden Verständnis der Ausrüstung, die wir wiederholt in Nanjing geübt haben, konnten wir den Installationsprozess des Teleskops erfolgreich abschließen. Während des Debugging-Prozesses wurde jedoch später festgestellt, dass der Hauptspiegel aufgrund eines unsachgemäßen Transports oder einer unsachgemäßen Installation aus seiner Nut gerutscht war. Es dauerte lange, bis dieses Problem entdeckt wurde. Glücklicherweise ist dieses Problem lösbar.▲ Abbildung 4Hebediagramm für ein 60-cm-Fernglas. Foto mit freundlicher Genehmigung des Autors
Am nächsten Tag begannen wir offiziell mit dem Debuggen des Teleskops. Allerdings litten sowohl der Computer als auch ich unter schwerer „Höhenkrankheit“. Ich habe eine Flüssigsauerstoffflasche, um das Problem zu lösen, aber der ursprünglich debuggte Computer funktioniert ohnehin nicht richtig. Dies führte dazu, dass wir auf einen Backup-Computer wechseln und die Software neu installieren und einrichten mussten. Darüber hinaus wird das Debuggen immer nachts durchgeführt. In Ali ist es nachts kalt und windig, was das Debuggen noch schwieriger macht.▲ Abbildung 5Montageprozess für 60-cm-Ferngläser. Foto mit freundlicher Genehmigung des Autors
Das Debuggen von astronomischen Teleskopen ist immer so. Obwohl vor der Abreise alle möglichen sorgfältigen Überlegungen angestellt werden, kommt es immer wieder zu Überraschungen. Während des Debugging-Prozesses stießen wir neben dem hohen Widerstand von Datenkabeln und Computern auch auf Probleme wie die Unfähigkeit, die optische Achse und die Brennebene anzupassen. Nach mehreren gescheiterten Versuchen führten hohe Reflexe auch dazu, dass sich das Gehirn in einem Zustand der Hypoxie befand, was es schwieriger machte, klar zu denken und die Logik zu klären. Als ich mir später das Debugging-Protokoll des Teleskops ansah, entdeckte ich einige sehr kleine Probleme, deren Lösung damals viel Zeit in Anspruch nahm. Beispielsweise lag die schlechte Bildqualität einfach daran, dass der Kameraadapter etwas locker war. Glücklicherweise haben wir die Installation von Software und Hardware im Wesentlichen abgeschlossen, und Debugging-Arbeiten wie die optische Achse und die Brennebene können durch die Zusammenarbeit mit an der Beobachtungsstation stationierten Ingenieuren und Lehrern aus der Ferne durchgeführt werden.Obwohl nicht alle Debugging-Aufgaben abgeschlossen waren, konnte das 60-cm-Fernglas nach drei Tagen kurzer Arbeit endlich erfolgreich zusammengebaut und einige Debugging-Aufgaben durchgeführt werden, wodurch das grundlegende Ziel erreicht wurde.▲ Abbildung 6Die Haltung des 60-cm-Fernglases beim Debuggen. Foto mit freundlicher Genehmigung des Autors
Dieses 60-cm-Fernglasteleskop wird in naher Zukunft in die Arbeitsphase gehen und seine Hauptaufgabe besteht darin, Himmelsdurchmusterungen und Beobachtungen von Asteroiden durchzuführen. Durch das Zusammenfügen der Sichtfelder der beiden Linsentuben entsteht ein größeres Beobachtungssichtfeld und kann in kurzer Zeit einen weiten Himmelsbereich abdecken. Dieses Design verbessert die Effizienz der Datenerfassung des Teleskops erheblich, insbesondere bei der Überwachung und Suche nach neuen potenziell gefährlichen Asteroiden. Im Vergleich zu herkömmlichen Monokular-Teleskopen können damit Himmelsvermessungsaufgaben schneller erledigt werden. Durch kontinuierliche Beobachtung können wir die Umlaufbahn von Asteroiden genau verfolgen und rechtzeitig vor der Gefahr von Himmelskollisionen warnen, die die Erde bedrohen könnten. Dies hat auch zum Aufbau und der Verbesserung des erdnahen Verteidigungssystems unseres Landes beigetragen.Ali-ForschungReiseanekdoten
Für mich ist die wissenschaftliche Forschungsreise am Ali-Observatorium nicht nur eine Arbeitserfahrung, sondern auch eine hervorragende Lebenserfahrung. Ich habe einfach ein Auto genommen, um das Teleskop auszurichten. Wenn ich müde war, konnte ich mich im Beobachtungsraum ausruhen. Bei hohen Temperaturen konnte ich mich aufwärmen. Ich kann mir nicht vorstellen, wie schwierig es für die Vorgänger war, hierher zu kommen, um die Stätte zu inspizieren, geschweige denn, wie die Ali-Beobachtungsstation eingerichtet wurde. Sie haben alle Hindernisse überwunden, um den Komfort zu erreichen, den wir heute haben. Erweisen Sie ihnen noch einmal die Ehre.Der ansässige Lehrer des Observatoriums sagte mir, dass sich in den von der Infrastruktur der Station ausgegrabenen Steinen viele biologische Fossilien befinden. Leider waren wir mit dem Zusammenbau und der Fehlersuche am Teleskop beschäftigt und der Hochreflektor hatte keine Zeit und Energie, nach biologischen Fossilien zu suchen . Allerdings habe ich im Supermarkt in der Stadt Shiquanhe immer noch viele wunderschöne Meeresfossilien gesehen. Was einst ein Meer war, ist heute ein beeindruckender Berg.▲Abbildung 7 Die Seite des Berggipfels der Ali Observation Station. Foto mit freundlicher Genehmigung des Autors
Ich dachte, hier gäbe es keine Tiere, aber auf dem Weg den Berg hinunter sahen wir oft herumspringende Hasen und fliegende Spatzen. Erst dann wurde mir klar, dass dieser Ort, der tagsüber verlassen schien, nicht tot war. Die Hartnäckigkeit des Lebens war bewegend. Auf beiden Seiten der Straße zurück zur Stadt Shiquanhe begann die Regierung, eine große Anzahl von Bäumen zu pflanzen. Ich weiß nicht, wie hoch die Überlebensrate ist, aber ich glaube, dass dieser Ort in Zukunft voller Leben sein wird.▲ Abbildung 8Neu gepflanzte Bäume säumten die Straße, als wir nach Shiquanhe zurückkehrten. Foto mit freundlicher Genehmigung des Autors
Die Höhe der Stadt Shiquanhe liegt ebenfalls bei bis zu 4.300 Metern. Die Höhenschmerzen bereiteten mir Schmerzen am ganzen Körper und ich ging nicht hin, um die lokalen Köstlichkeiten zu probieren. Ich erinnerte mich nur daran, dass der örtliche Lehrer viele davon empfohlen hatte . Aber ich war mit dieser Reise zufrieden genug, als ich unter dem Sternenhimmel am Observatorium lag, erfüllte dieses äußerst starke Gefühl der Behaglichkeit meinen ganzen Körper und ließ mich sogar die Schmerzen vergessen, die die Höhenkrankheit verursachte.Die Sterne leuchten hell und erzählen die Geheimnisse der Reise durch Zeit und Raum; die weite Erde trägt den Wunsch in sich, das Universum zu sehen. Der Wunsch der Menschheit, das unbekannte Universum zu erforschen, hat nie aufgehört. Die Geschichte des Ali-Observatoriums geht weiter und wir freuen uns darauf, weitere wissenschaftliche Entdeckungen zu bringen.Der Sternenhimmel über deinem Kopf, deine Füße auf dem Boden. Die Schönheit von Ali, einem geheimnisvollen Land, liegt in den menschlichen Wünschen und Träumen, die es für das Universum in sich trägt, sowie in der Pracht seiner Naturlandschaft. Ich hoffe, dass jeder die Gelegenheit hat, den Charme dieses Landes persönlich zu erleben und die Ruhe und Besinnung unter den Sternen zu spüren.
Mozi ist ein berühmter Denker und Wissenschaftler im alten Land. Seine Gedanken und Leistungen verkörpern die aufkeimende Wissenschaft in der Frühzeit meines Landes. Die Gründung des Mozi Salon zielt darauf ab, die wissenschaftliche Tradition zu bewahren und weiterzuführen, den wissenschaftlichen Geist zu fördern und weiterzuentwickeln, die wissenschaftliche Kompetenz der Bürger zu verbessern und eine soziale Atmosphäre zu schaffen, die die Wissenschaft befürwortet.
Der Mozi Salon richtet sich an die breite Öffentlichkeit, die die Wissenschaft liebt, einen Entdeckergeist hat und neugierig ist. Durch persönliche Aktivitäten und vielfältige neue Medienplattformen hoffen wir, dass jeder den modernsten wissenschaftlichen Fortschritt der Welt verstehen kann fortschrittlichste wissenschaftliche Ideen, erforschen Sie das Geheimnis der Wissenschaft und spüren Sie die Schönheit der Wissenschaft.
Der Mozi Salon wird vom Shanghai Research Institute der University of Science and Technology of China und dem Nanqi Quantum Science and Technology Exchange Center in Pudong New Area veranstaltet. Er wird von der New Alumni Foundation der University of Science and Technology of China unterstützt. die Education Foundation der University of Science and Technology of China, die Pudong New Area Science and Technology Association, die China Association for Science and Technology und unterstützt vom Pudong New Area Science and Technology and Economic Committee.
