【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所研究員饒長(zhǎng)輝帶領(lǐng)的太陽(yáng)高分辨力成像技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)研制成功1.8米太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡，于2019年12月10日成功實(shí)現(xiàn)首光，獲取到太陽(yáng)大氣光球?qū)雍蜕驅(qū)痈叻直媪D像。這是我國(guó)首套2米級(jí)太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡，也是在美國(guó)4米太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡DKIST正式運(yùn)行之前，上已經(jīng)建成的大口徑太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡。
 

　　太陽(yáng)是距離地球近的一顆恒星，太陽(yáng)的“心情”好壞直接影響人類活動(dòng)，尤其是太陽(yáng)大型爆發(fā)活動(dòng)會(huì)向日地及地球空間拋射電磁輻射和粒子輻射，給電離層、磁層甚至大氣層帶來(lái)劇烈擾動(dòng)，影響地面通信及電力供應(yīng)等。因此，對(duì)太陽(yáng)活動(dòng)及其空間環(huán)境影響進(jìn)行監(jiān)測(cè)和研究始終是世界各國(guó)的關(guān)注重點(diǎn)方向之一。
 

　　日冕是太陽(yáng)周圍一圈薄薄的、暗弱的外層大氣，它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，只有在日全食發(fā)生的短暫時(shí)間內(nèi)，才能欣賞到，因?yàn)樘炜盏墓饪偸菑乃拿姘朔缴⑸浠蚵涞酵h(yuǎn)鏡內(nèi)。 1930年第一架由法國(guó)天文學(xué)家李?yuàn)W研制的日冕儀誕生了，這種儀器能夠有效地遮掉太陽(yáng)，散射光極小，因此可以在太陽(yáng)光普照的任何日子里，成功地拍攝日冕照片。從此以后，世界觀測(cè)日冕的活動(dòng)逐漸興起。
 

　　上一直致力于建立兩米級(jí)以及更大口徑太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡。目前上已建成的2米級(jí)太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡主要有美國(guó)1.6米太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡GST和德國(guó)1.5米太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡GREGOR。美國(guó)4米太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡DKIST尚未正式運(yùn)行，歐洲4米太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡EST已開(kāi)始設(shè)計(jì)研制。
 

　　在國(guó)家自然科學(xué)基金等多渠道支持下，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了光熱效應(yīng)、低對(duì)比度擴(kuò)展目標(biāo)波前探測(cè)等一系列基礎(chǔ)理論研究，突破了大口徑太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡主鏡熱控技術(shù)、強(qiáng)湍流條件下實(shí)時(shí)波前探測(cè)技術(shù)、大視場(chǎng)太陽(yáng)自適應(yīng)光學(xué)校正技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，成功研制1.8米高分辨力太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡。該望遠(yuǎn)鏡配備了451單元高階太陽(yáng)自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)、地表層自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)(GLAO)、太陽(yáng)多波段高分辨力成像系統(tǒng)。在首光觀測(cè)中，采用太陽(yáng)表面米粒結(jié)構(gòu)低對(duì)比度擴(kuò)展目標(biāo)作為信標(biāo)并利用GLAO系統(tǒng)成功地實(shí)現(xiàn)對(duì)地表層大氣波前擾動(dòng)的實(shí)時(shí)校正，獲取到太陽(yáng)大氣光球?qū)覩-band(430.5nm)和TiO(705nm)兩個(gè)波段以及太陽(yáng)色球?qū)親a(656.3nm)的高分辨力成像觀測(cè)結(jié)果。
 

　　日冕儀只是太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡的一種，20世紀(jì)以來(lái)，由于實(shí)際觀測(cè)的需要，出現(xiàn)了各種太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡，如色球望遠(yuǎn)鏡、太陽(yáng)塔、組合太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡和真空太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡等。
 

　　太陽(yáng)塔又名塔式望遠(yuǎn)鏡，是太陽(yáng)物理觀測(cè)的基本工具。外形是塔式建筑，通常高20米以上，塔的頂部安裝定天鏡，它將入射的太陽(yáng)光線垂直向下反射，進(jìn)入成像光學(xué)系統(tǒng)和附屬儀器。太陽(yáng)塔通常建為雙層結(jié)構(gòu)，除頂部有定天鏡外，中間安置太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡成像光學(xué)元件，在塔底或地下豎井內(nèi)設(shè)置大型太陽(yáng)攝譜儀和其他附屬儀器。
 

　　真空太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡是將全部成像光學(xué)元件都放在真空筒中，這種望遠(yuǎn)鏡可以消除儀器內(nèi)部氣流對(duì)成像的有害影響。著名的真空太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡在美國(guó)薩克拉門(mén)托峰天文臺(tái)。它的外形是41米高的露天錐塔，頂部是真空密封轉(zhuǎn)臺(tái)。太陽(yáng)光射入直徑75厘米的玻璃密封窗后，被構(gòu)成地平系統(tǒng)的兩塊直徑110厘米的平面鏡反射到直徑0.6米、焦距46米的成像鏡上，返回的光線經(jīng)斜平面鏡，穿過(guò)密封的出射窗進(jìn)入附屬儀器。真空筒重250噸，可以轉(zhuǎn)動(dòng)。這臺(tái)儀器安裝在寧?kù)o度很高的高山上的，能夠觀測(cè)非常小的太陽(yáng)表面和低層大氣的組織結(jié)構(gòu)，分辨率相當(dāng)于辨認(rèn)出距離96千米處一塊汽車牌照的能力。
 

　　當(dāng)前第25太陽(yáng)活動(dòng)周已經(jīng)到來(lái)，隨著太陽(yáng)活動(dòng)的日益頻繁，空間天氣事件將愈加嚴(yán)重。未來(lái)該太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡還將配備太陽(yáng)多層共軛自適應(yīng)光學(xué)(MCAO)系統(tǒng)、太陽(yáng)活動(dòng)區(qū)高分辨力磁場(chǎng)和速度場(chǎng)探測(cè)系統(tǒng)等，以獲取更全面的太陽(yáng)活動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為太陽(yáng)活動(dòng)的發(fā)生、發(fā)展、演化提供更精確更詳實(shí)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，為太陽(yáng)物理研究和空間天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)提供十分重要的數(shù)據(jù)支撐。
 

　　資料來(lái)源：百科、光電技術(shù)研究所