王娜:“追趕星光”37年,天山腳下打造觀(guān)天“神器”
春寒料峭,烏魯木齊南郊,中國科學(xué)院新疆天文臺南山觀(guān)測站大院里,幾頭“串門(mén)”的野馬鹿悠閑地啃食著(zhù)枯草。不遠處,望向蒼穹的射電望遠鏡,不時(shí)扭轉“脖頸”,發(fā)出低沉的嗡嗡聲。
又是一年春來(lái)到。王娜走在沙沙作響的脆雪上,抬頭看見(jiàn)建站之初栽下的幾株白樺樹(shù),正萌發(fā)勃勃生機。她不禁感慨:“前些年總也長(cháng)不大,這次看上去好像忽然就變高了?!?/p>
新疆天文事業(yè)也在“拔節生長(cháng)”。20世紀90年代,我國首個(gè)脈沖星觀(guān)測基地在這里建成。從天山腳下這片靜謐的山谷出發(fā),中科院新疆天文臺臺長(cháng)、首席科學(xué)家王娜,帶領(lǐng)團隊不斷進(jìn)取,使新疆天文臺從西北邊陲一個(gè)人造衛星觀(guān)測站,成長(cháng)為我國五大綜合性天文臺之一。如今,他們正在打造世界最大、精度最高的百米級全向可動(dòng)射電望遠鏡。
邊陲“小望遠鏡”,開(kāi)拓觀(guān)天大視野
高考填報志愿時(shí),王娜聽(tīng)從高中老師建議,選擇了陌生的天文專(zhuān)業(yè)。1987年從南京大學(xué)天文系畢業(yè)后,她回到故鄉新疆,進(jìn)入當時(shí)的中科院烏魯木齊天文站(2011年更名為中科院新疆天文臺),由此步入天文科研領(lǐng)域。
20世紀90年代,我國開(kāi)啟脈沖星觀(guān)測實(shí)驗。新疆地廣人稀,具有優(yōu)良的天文觀(guān)測條件,吸引了國內不少天文領(lǐng)域專(zhuān)家。
1996年,在北京大學(xué)吳鑫基教授帶領(lǐng)下,科研人員透過(guò)烏魯木齊天文站南山25米射電望遠鏡,成功觀(guān)測到脈沖星,震動(dòng)天文界。
王娜當時(shí)是重要參與者,第一次成功捕捉到脈沖星脈沖信號帶來(lái)的喜悅,激蕩著(zhù)這顆年輕的心,也在那一刻點(diǎn)亮了她的“星空”。她立志要為國家脈沖星研究貢獻力量。
赴澳大利亞國家天文臺做訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者,攻讀北京大學(xué)天文學(xué)博士,此后又再次赴澳大利亞深造,在王娜心中,“始終有一根線(xiàn)牽引我回到新疆”。學(xué)成歸來(lái)后,她一頭扎進(jìn)脈沖星研究領(lǐng)域。
同事們回憶,王娜回國后開(kāi)啟了“工作狂”模式:在山上一待就是十天半月,每天工作10多個(gè)小時(shí),經(jīng)常見(jiàn)她在實(shí)驗室沒(méi)白沒(méi)黑寫(xiě)程序。
王娜帶領(lǐng)團隊取得多項科研成果,填補了我國脈沖星觀(guān)測方面的空白,開(kāi)創(chuàng )了我國脈沖星理論研究與實(shí)測相結合的新領(lǐng)域,也使新疆天文臺成為國內外重要的脈沖星實(shí)測基地之一。
探測到20%的已知脈沖星周期躍變現象,累計觀(guān)測脈沖星300多顆,形成脈沖星研究重要數據庫……借助南山觀(guān)測站25米射電望遠鏡,新疆天文人的研究成果持續“井噴”。
中國科學(xué)院院士,著(zhù)名天文學(xué)家,中國現代天體物理學(xué)、射電天文學(xué)的開(kāi)創(chuàng )者之一王綬琯院士生前曾評價(jià),烏魯木齊天文站“用小望遠鏡作了一項重要的學(xué)科開(kāi)拓,帶動(dòng)了我國脈沖星實(shí)測研究”。
提出打造奇臺射電望遠鏡,仰望更廣闊星空
走上領(lǐng)導崗位后,王娜開(kāi)始思考“帶領(lǐng)團隊向哪里去”的問(wèn)題。
隨著(zhù)射電天文學(xué)步入高靈敏度大樣本時(shí)代,迫切需要建造更大接收面積、更高分辨率和更大天空覆蓋的射電望遠鏡?!霸谌蛱煳挠^(guān)測網(wǎng)絡(luò )中,亞歐腹地是非常重要的支撐點(diǎn)?!蓖跄日J為,基于優(yōu)越的觀(guān)測條件,再加上新疆天文臺在脈沖星等方面的技術(shù)設備與研發(fā)都取得了國內頂尖成果,新疆有能力建設大口徑射電望遠鏡。
2005年,王娜提出在新疆建設大口徑射電望遠鏡的想法。
“新疆這么好的條件,值得我們拼盡全力做這件事?!币淮未翁た边x址,一遍遍研討論證,王娜和同事們向上級提供了大量翔實(shí)數據和有力論證,終于迎來(lái)好消息。
2010年,中科院決定在新疆奇臺縣建設全球口徑最大的110米口徑全向可動(dòng)射電望遠鏡,由新疆天文臺牽頭研制。2022年9月,奇臺射電望遠鏡(簡(jiǎn)稱(chēng)QTT)奠基開(kāi)工。
除了QTT,新疆天文臺在帕米爾高原勘選出可與世界一流光學(xué)觀(guān)測站相媲美的慕士塔格觀(guān)測站,目前已建成多臺套天文觀(guān)測設備并投入科研觀(guān)測使用。
與王娜同年進(jìn)站工作的王石,現任新疆天文臺綜合辦主任?!斑@些年望遠鏡數量越來(lái)越多,望遠鏡口徑越建越大,野外臺站從無(wú)到有?!彼f(shuō),在王娜帶領(lǐng)下,新疆天文臺向“國內一流、世界領(lǐng)先”邁進(jìn),如今已成為我國現代天文布局中的主要力量、國際合作研究網(wǎng)絡(luò )中的重要單元以及國家空天任務(wù)聯(lián)測網(wǎng)的關(guān)鍵節點(diǎn)。
引領(lǐng)團隊向“世界級天文觀(guān)測中心”邁進(jìn)
新疆天文臺,前身是1957年成立的烏魯木齊人造衛星觀(guān)測站。從4位觀(guān)測員、幾臺便攜式廣角望遠鏡和一臺收報機起家,在當時(shí)極端艱苦的條件下,為我國人造衛星觀(guān)測事業(yè)做出重要貢獻。
已退休的觀(guān)測站負責人何文蘭回憶,那時(shí)在室外觀(guān)測,冬天最苦,零下20多攝氏度,穿著(zhù)棉大衣、氈筒靴,拿著(zhù)廣角鏡觀(guān)測一圈,手凍僵了,臉凍木了,鼻涕流下老長(cháng),卻渾然不覺(jué)。
“老一輩的‘人衛精神’,潛移默化影響了后來(lái)人?!蓖跄日f(shuō)。南山觀(guān)測站建站初期,因為遠離城市,缺少通訊設施,用水和給養靠卡車(chē)從山下運來(lái),條件非常艱苦??蒲腥藛T在山上一待就是幾十天,顧不上家人,但都不畏艱辛,甘于寂寞,踏踏實(shí)實(shí)搞科研。
建設110米口徑全向可動(dòng)射電望遠鏡在天文界是重大創(chuàng )舉。其科技含量之高、質(zhì)量要求之嚴、投資費用之大,使建設工作難度“史無(wú)前例”。而王娜承擔QTT項目的概念設計、科學(xué)目標研究、關(guān)鍵技術(shù)預研等重要工作,其肩上責任之大可想而知。
“這是我科研生涯中迎來(lái)的最大挑戰?!甭曇羧岷?、目光堅毅的王娜向記者坦言,“我總想,不怕挑戰是我們科研人員要具備的素質(zhì),最主要的是,這個(gè)望遠鏡在科學(xué)上的意義是非常重要的!”
王娜告訴記者,項目目前開(kāi)局良好,已完成天線(xiàn)系統詳細設計方案和電磁兼容總體設計方案評審,望遠鏡總控與天文觀(guān)測軟件、超寬帶高保真信號采集和處理已進(jìn)入實(shí)驗開(kāi)發(fā)階段,“我們有信心在2028年完工”。
“QTT的立項和建設,讓國內天文人看到我國在射電天文領(lǐng)域趕上甚至超過(guò)世界領(lǐng)先水平的希望?!焙商m萊頓大學(xué)博士后李小虎認為,在新疆從事天文科研前景廣闊。他學(xué)成歸國后,進(jìn)入新疆天文臺,成為天體化學(xué)研究團組負責人。他和團隊構建的天體化學(xué)模型目前處于國際領(lǐng)先水平,“國內和國際研究團隊都在期待,QTT建成后,為天文學(xué)家解開(kāi)宇宙生命起源之謎尋找更多信息”。
“新疆天文臺不斷吸引海內外各類(lèi)高端優(yōu)秀人才加入,目前我們團隊從當初只有四五十人,擴大到接近200人?!蓖跄日f(shuō),她最大的愿望是高質(zhì)量建成奇臺射電望遠鏡項目,發(fā)展慕士塔格觀(guān)測站,建設世界級天文觀(guān)測中心,吸引天文人才向西部聚集,為中國乃至世界天文事業(yè)的發(fā)展做出自己的貢獻。(記者潘瑩 白志強)