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楊帆:踏遍冷湖戈壁 他給望遠鏡找到最適合的家

2021-08-30 科技日報 張蘊
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位于賽什騰山海拔4200米的選址點C區

楊帆在賽什騰山 張春光攝

  在之前的團隊,我已經有了較為確定的科研方向并做了一些相關工作,轉換賽道其實有一定風險。選址可能是天文領域中最艱苦的工作之一,像拆盲盒,誰也不知道里面是什么。—— 中國科學院國家天文臺助理研究員 楊帆

  青海冷湖,一個原本因石油資源枯竭而接近荒廢的小城最近因被選定為世界級天文觀測臺址,得到了前所未有的關注。

  8月18日,《自然》雜志發布了我國科研人員一項關于天文觀測臺選址的重大科學進展。中國科學院國家天文臺研究團隊于2018年1月在青海冷湖地區開啟天文觀測臺選址工作,并建成關鍵臺址參數測量平臺。經過連續3年的監測,相關研究人員發現,冷湖臺址完全可與國際公認的最佳天文臺址比肩。

  “那3年,我們的目標只有一個,就是給未來望遠鏡找到最適合落戶的家。”說這話的是楊帆,他是中國科學院國家天文臺助理研究員、上述選址團隊的核心成員之一。

  歌里唱天上的星星一閃一閃亮晶晶,但其實多數天體是不會閃的。“一流的天文望遠鏡,要能‘看’到天上最暗的星。這不僅需要望遠鏡‘視力’好,更需要極佳的視野——晴朗的夜空,而冷湖恰恰具備這一點。”楊帆說,他和團隊要做的,就是找到冷湖的最佳觀測點,“讓望遠鏡能在此處看到最暗的星”。

  8月26日,楊帆接受科技日報記者專訪,講述了這3載的選址歷程。

  “選址像拆盲盒,誰也不知道里面是什么”

  冷湖鎮,曾是我國重要的石油重鎮,但隨著資源日漸枯竭,昔日的采油小城逐漸失去光彩。不過,此地海拔高、云量低、日照充沛、降水少、交通便利又遠離城鎮的光污染,布局天文大科學裝置的優勢十分明顯。

  中國科學院國家天文臺首席研究員、博士生導師鄧李才將目光投向了冷湖。2017年末,他踏上了冷湖“踩點”考察路。只是冷湖究竟是不是一個光學天文臺的理想“居所”,當時誰的心里都沒有底。

  “你要不要跟我去冷湖選址?”一天,鄧李才向楊帆發出邀請。這一問,打破了楊帆循規蹈矩的科研生活。

  80后楊帆是一名“院二代”,其父母均為中國科學院科研人員,從小耳濡目染,讓楊帆自幼便對科學研究產生了濃厚興趣。博士畢業后,楊帆來到中國科學院國家天文臺從事天文研究工作。

  一番思想斗爭后,楊帆惜別原團隊——國家天文臺紅外天體物理團組,加入鄧李才負責的恒星與恒星系統團組。

  “在之前的團隊,我已經有了較為確定的科研方向并做了一些相關工作,轉換賽道其實有一定風險。選址可能是天文領域中最艱苦的工作之一,像拆盲盒,誰也不知道里面是什么。” 楊帆回憶道。

  2018年3月,跟隨鄧李才的腳步,楊帆初次來到冷湖。

  從北京乘坐飛機,直飛青海德令哈,落地后乘車4小時抵達冷湖鎮,再前往選址所在區域。望著眼前茫茫戈壁灘、高聳的石山,楊帆第一次感受到“世界屋脊”——青藏高原的魅力。

  冷湖地區日照充足、降雨很少、晴夜數有保障,確實優勢明顯,但在總面積1.8萬平方公里的區域里,臺址究竟該建在何處,這成了擺在他們面前的第一道難題。

  此后一個月,為找到最佳觀測點位,尋址團隊科研人員踏遍了冷湖戈壁荒灘,一座比戈壁灘平均海拔高出1000至1500米的“石頭山”——賽什騰山走進團隊的視野。

  “賽什騰山海拔4200米,海拔越高大氣層越薄,大氣對星象觀測的干擾越少,沙塵相比山下戈壁少。我們又調取了賽什騰山區過去幾十年的衛星云量數據,發現賽什騰山作為天文臺址確實很不錯。”楊帆回憶道。

  “我這輩子的山,都在這里爬完了”

  鎖定賽什騰山后,下一步團隊要做的,就是驗證他們的判斷。“我們計劃在賽什騰山搭建觀測設備,并對各項天文數據進行分析。”楊帆說。

  可賽什騰山的研究條件,讓團隊上下再次犯了難。這里不通車、無水無電無網絡,天文設備如何搭建?施工人員如何作業?如何給運維設備供電?

  “天文望遠鏡以及各種大型設備,由直升機‘出馬’運輸,小型設備就靠手提肩扛。登賽什騰山需3個小時、下山需兩個半小時,我們上山前需帶齊一切有可能用到的設備,否則這一天就算白來一趟。”楊帆說,“我這輩子的山,都在這里爬完了。”

  上山不易,高原反應令人反應遲緩,加之在寒冷氣候下,背負重達十余斤的逆變器、各類儀器替換設備。每一次爬賽什騰山,都是對科研人員體力、腦力的多重考驗。

  利用儀器取得觀測數據后,楊帆和團隊其他成員還要將數據傳回北京,進行更細致的分析。此外,監測設備還需要維修、維護,于是他開啟了冷湖、北京兩點一線的生活。

  為了趕進度,自2018年起,團隊成員常在半天之內從北京飛抵冷湖再登上賽什騰山。賽什騰山頂的含氧量僅為北京的60%,短期內海拔的巨大差異,讓團隊幾乎所有人都出現了耳鳴、心跳加速、頭疼等高原反應。

  好在為了方便科研,當地人員在賽什騰山為團隊成員建了一個小木屋。“自此,我們和儀器總算有了遮風避雪的地方。”楊帆說。

  “僅有的太陽能和電池要供給各類儀器設備,小木屋內唯一的取暖設備就是羽絨服、睡袋和棉被。”楊帆說,自己和同事常常是穿著羽絨服再用被子裹著全身、露出臉,守著儀器過夜。

  冬日夜長,是觀測天象的最佳季節,但冬天的賽什騰山,山頂溫度低至零下20多攝氏度。“由于低溫,帶上山的自熱食品因加熱用的水袋結冰而無法食用。這讓長期生活在北方、習慣了冬天有暖氣的我,用了很長一段時間才適應。”楊帆回憶道。

  2018年10月,臺址正在做基建。為了調試設備、監測夜間視寧度,楊帆在賽什騰山住了整整一周,他和山上進行基建的工人同吃同住。期間,他還遇到過狐貍乞食,聽到過小木屋外狼的嚎叫聲……

  由于調試光學設備不能戴手套,在戶外作業十幾分鐘團隊成員的手腳已被凍得完全失去知覺,上下山的過程也變得更為艱辛。“冬天上山途中積雪最深的地方,我一腳踩下去,整條腿都被沒在雪溝里,只能用手把腿使勁拔出來。”楊帆說。

  “這是整個團隊堅持不懈外加幸運的結果”

  論文在《自然》雜志發表后,楊帆表現得很平靜。“科研失敗是常事,成功只是小概率事件。冷湖如此優越的臺址有幸被我們發現,這是整個團隊堅持不懈外加幸運的結果。”他說。

  這種淡然部分來自于他的家庭。作為中科院子弟,楊帆自小在科學院大院玩耍,很早便懂得了科研的不確定性,“有成果出爐的高光,也有數十年無果的低谷”。

  少年時,楊帆便給自己作出了清晰的規劃——考大學、讀研、讀博、做研究。高考后,他報考了北京師范大學生物系和數學系,在此之前,天文對他而言,還是個陌生的領域。

  由于熱門系“滿員”,楊帆就服從調劑來到北京師范大學天文系。當時,他并不知該校有天文系,而且還是當時全國僅有的兩個天文系之一。

  “在中科院數學所工作的母親曾認真問過我,是否考慮換專業學數學,這樣將來畢業選擇可能更多。不過,經過一年的基礎課學習后,我對天文學產生了濃厚興趣。因此,我堅定告訴母親,我喜歡天文。這個決定,讓我走到了現在。”楊帆說。

  博士畢業后,楊帆順利入職中國科學院國家天文臺,先后從事了LAMOST(郭守敬望遠鏡)光譜巡天先導巡天輸入星表設計制定工作、正式巡天的銀河系巡天部分制定輸入星表以及利用巡天數據研究銀河系結構相關工作,還參與了一些低面亮度星云的搜尋及性質研究工作。

  科研之外,作為一名青年科研人員,楊帆十分注重科研工作和生活的平衡。楊帆的愛好十分廣泛,喜歡帶家人自駕游、運動健身,在他看來,充分享受生活,才能更好地投入科研工作。

(原載于《科技日報》 2021-08-30 05版)

打印 責任編輯:閻芳
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