作者:倪思洁 来源:中国科学报 发布时间:2023/1/16 13:07:47
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新春走基层
望远镜观测助手的24小时

 

LAMOST全景图。中国科学院国家天文台供图

时间:1月11日

地点:河北省兴隆县连营寨,国家天文台兴隆观测站中心楼,郭守敬望远镜(LAMOST)运行和发展中心观测控制室

天气:阴

5:56,晨光始

“来云了,请注意!”

不到5点,司志育手边的音响发出刺耳的报警,云层挡住了望远镜的视线。

1月11日的“晨光始”,在5点56分。晨光始,是日出前曙光初露的时刻,它的到来意味着LAMOST即将结束观测、关上穹顶。

“可能要提前结束观测。”司志育想。

LAMOST,地处燕山主峰南麓海拔960米处,又名“大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜”,是一架横卧南北方向的中星仪式反射施密特望远镜,目标是通过探测星星的光谱,研究星系、银河系结构等。为了实现这样的目标,LAMOST只能夜间运行。

司志育是兴隆县本地人、观测助手组组长之一,有十多年观测经验。在望远镜观测运行的各系统中,观测助手岗是最基础的,职责是操作望远镜进行观测,获得星星的原始数据,及时发现、报告望远镜在使用过程中出现的故障。目前,LAMOST共有9位观测助手,分两组,一周倒班一次。

冬季是一年里空气湿度最小、黑夜最长的季节,也是天文观测的最佳季节。司志育刚来工作时,中心楼还没建,观测控制室就设在望远镜基墩内。由于取暖设备产生的热辐射会干扰望远镜观测,司志育只能靠裹紧军大衣熬过漫长的冬夜。

2012年,中心楼建成,观测控制室挪进这里,和望远镜拉开了距离。有了空调、大显示屏、电脑设备,司志育的幸福指数跟着提高了好几个量级。

望远镜观测运行时,观测助手们要听“天文值班”的。“天文值班”是指值班的天文学家,职责包括指导观测助手落实观测计划、保障观测数据质量等。

早晨5点,根据显示屏上的气象云图和温湿度数据,天文值班王江涛判断,云层在一个小时内不会散开,可以停止观测。观测助手们向望远镜发出指令,穹顶缓缓关上。

阴云下层峦叠嶂的燕山山脉。倪思洁摄

9:00,“晚安”

等观测收尾工作完成,已是上午9点。司志育回到宿舍楼匆匆洗漱后,钻进被窝儿。和他一样匆忙赶回宿舍的,还有住在同一栋宿舍楼的年轻组员向铭。

向铭今年刚刚30岁,不是本地人,却在这里干了7年。家里人劝过他好几次,让他回南方工作,但向铭不想走。他说不上来是什么在吸引他,只是感觉一切早已成为习惯。

刚来国家天文台兴隆观测站时,向铭的第一反应是“这山没有想象中那么偏”。他在山下县城里和同事合租了房子,从县城到观测站开车只要20分钟。

为了方便值夜班,向铭每个月有一半时间住在站上。“这半个月,一下班就睡觉,一睁眼就开工。最长的时候一天工作16个小时。”向铭说。

他们的宿舍楼有个特点:每个房间的窗户都装两层窗帘,一层是垂直拉动的遮光窗帘,另一层是厚实的布艺窗帘。无论昼夜,窗帘很少拉开。“晚上不拉窗帘,是怕光漏出去影响望远镜观测。白天不拉窗帘,是怕光钻进来影响睡觉。”向铭解释。

在观测站院子里走一走会发现,这也是整个兴隆观测站的特色。站上有包括LAMOST在内的9台望远镜,为了防止夜间建筑物里的光线干扰观测,建筑外墙上的玻璃门窗后面要么装着两层厚重的窗帘,要么装着木头门,就连卫生间里也贴着“开灯请先关窗帘”的提醒。

刚入职时,向铭每天下班回来会先拉开窗帘看看水墨画一样的燕山山脉;傍晚上班前,他会去宿舍楼附近一个视野更开阔的地方,看夕阳染红山野。到了“七年之痒”的光景,原先的兴奋与闲情被磨平。更多的时候,他会在清晨下班后,一头扎进密不透光的宿舍,寻找晚上失去的睡眠。

接受采访时,向铭拉开窗帘,窗外的山景依旧美丽。倪思洁摄

13:30,“早起”的人

观测助手的起床时间一般在下午2点半以后。但这些天,司志育总是中午12点就醒了,自从新冠“阳”了,他常常一天睡不到3个小时。

去年底,观测助手们陆陆续续都“阳”了,那是观测运行团队最难熬的一段日子。“阳”了的观测助手只要没发烧,都被安排在岗。因为只要气象条件正常,望远镜的观测就不能停。

观测助手管旭东刚转“阴”3天,也是今天“早起”的人。他要赶在下午3点进行望远镜的自检工作。

“自检”是望远镜启动观测前的准备环节。观测助手要检测望远镜的全天相机、环境传感器以及机架上数百个位移促动器、力促动器等关键监测执行器件。

自检工作完成后,管旭东回到观测运行室,把脚搭在另一把椅子上,半躺着小憩。

管旭东在进行望远镜自检工作。受访者供图

17:00,例会

管旭东没能休息多长时间,工作就进入了下一个环节——例会。

开例会时,大家在观测室外的走廊里围成圈,各自汇报进度:前一天夜里观测了几个天区,观测过程中有没有遇到问题和故障,是否已经报告给技术维护组人员来修,故障是否解决,是否自检合格……

今天的例会由张勇带着开。张勇是LAMOST运行和发展中心技术维护与发展部主任,原本在中国科学院南京天文光学技术研究所工作,半年前转来中国科学院国家天文台。张勇是十多年前第一批参与LAMOST建设工作的青年科研人员之一,有点工作狂和完美主义,喜欢开玩笑,爱吃小零食。

“昨晚观测了5个天区。今天的话,天气不是太理想……”观测助手李卓在例会上说。

话音未落,张勇接过话头:“你们最近精神太紧张,趁着天不好可以稍微休息调整一下。南京那边寄来了一堆食物,大家别客气,都是新鲜的。”

开例会的人来自两个团队,一个是负责观测运行的团队,被习惯性地称为“夜班”;另一个是张勇带领的技术维护与发展团队,被称为“白班”。每天夜里,白班会留一两个人值夜班,如遇突发技术状况便可及时介入。

作为“白班”的部门主任,张勇大概可以算是运行和发展中心睡得最少的人。大家调侃他:“你一个白班的人,干吗总抢着干夜班的活?”张勇跟着嘿嘿笑。他常能看到望远镜里各种技术细节问题,不完美解决,他心里不舒坦。白班、夜班连轴转,连续熬上48小时,是他工作中常有的节奏。

下午五点半,张勇(右一)等人在走廊里开例会。倪思洁摄

18:40,昏影终

尽管知道观测条件不好,司志育等5位观测助手还是和天文值班王江涛一起,在晚餐后早早到岗。

夜幕在傍晚6点40分如期到来,但望远镜的穹顶没有打开。装在穹顶上的相机传回一张黑灰色图片,厚重的云块依然遮挡着星空。

下午6点40分,昏影终,虽然五位观测助手已经到位,但望远镜因天气原因无法开机。倪思洁摄

22:00,等天

只能等,等云开天晴。

“光学望远镜靠天吃饭,观测人员的工作之一就是‘等天’。”LAMOST运行和发展中心常务副主任赵永恒感慨。

司志育早已习惯了这种等待。他有时会翻翻计算机语言方面的书,写写代码。

晚上10点和凌晨两三点是最容易犯困的时候,当困意压低眼皮,司志育会掐自己的手或起来活动一下。最近,他写了个带有“吼叫”功能的报警软件,系统监测到问题时会通过音响大声提醒值班人员。司志育笑着说,就算在蹲厕所,也能把人给叫回来。

“受当地气候影响,每年LAMOST实际观测时间大概只有理论上的一半。”赵永恒告诉《中国科学报》,从2021年9月到2022年6月,LAMOST理论观测时间是2800小时,但实际观测时间只有1462.33小时,损失的时间就是由天气原因造成的。

在望远镜无法观测而观测助手又必须在岗等待的时候,观测助手们可以选择做一些自己的事。赵永恒见证过好几位观测助手利用“等天”的时间复习考上了研究生,或是提升了自身技术能力。

最早,LAMOST观测助手团队中有些成员只有专科学历,现在他们的学历大部分都是本科及以上。一些成员做了几年观测助手后,会报考中国科学院大学的研究生,如果能成功考上就有机会进入国家天文台深造,并回到LAMOST从事更高级别的天文数据研究工作。因此,考研是被鼓励的。

到凌晨2点,云丝毫没散。卫星云图显示,未来几个小时依然会有很厚的云层。按照观测条例,观测员可以收工了。

“如果云图显示接下来云块依然很多、很厚,就可以在凌晨2点收工。但如果云块少的话,就要等到晨光始前1小时,确定不具备观测条件后,才能收工。”王江涛说。

“等天”时,司志育拿出编程教材翻看。倪思洁摄

5:55,晨光始

1月12日晨光始的时间比1月11日早了一分钟。冬至之后,夜越来越短。此时,司志育等人已经回到宿舍。

天气不好的时候,观测助手们会轻松一些。但这对望远镜来说,却是难以承受之“重”。

气候影响再加上无法避免的光污染问题,使一些人呼吁将LAMOST搬去光学观测条件更好的青海冷湖赛什腾山。

“不管最后会不会搬走,这支观测队伍都已经很成熟了。”赵永恒笑着说,观测助手是永远不用担心失业的职业,“望远镜只要运行就一定需要观测助手。科学家会做数据分析,却不见得会操作望远镜”。

1月12日下午,兴隆县迎来初雪。白茫茫的雪覆盖在LAMOST穹顶上,观测助手们还在等,等下一个晴天。

夜幕下的郭守敬望远镜。倪思洁摄

 

记者手记:在暗夜中追光

驱车150多公里,从北京赶到位于河北的兴隆观测站,本盼着可以看到望远镜观测运行时的状态,未成想却遭遇了入冬以来的第一场雨雪。

赵永恒告诉我,“等天”是望远镜运行的另一种常态。基于LAMOST数据研究出的成果,常会出现在《自然》之类的顶级刊物上,但带着顶刊光环的科研成果中,却很少能看到观测助手的名字,更看不到观测助手们“等天”时的枯燥与无奈,所以我决定把它记下来。

结束采访后,夜已深。为了不干扰望远镜运行,夜间在山里开车是不能打远光灯的。山路弯弯绕绕,四下一片漆黑。车头前的灯,勉强从浓密暗夜中拨出一小片光亮,我瞪大眼睛,想看清前面的路。

转念一想,天文观测何尝不是同样的感受。从望远镜建设到观测运行,再到技术维护与升级,人们费了好大的力气,才从宇宙广袤的“未知”中拨出一小片“已知”。正是靠着这一小片“已知”,我们才得以看清前行的方向。

 
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