10月17日，中国科学院国家天文台举办“用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统”（AIMS）研制总结暨未来科学规划研讨会。

自2015年启动研制以来以来，AIMS课题负责人、国家天文台研究员邓元勇带领团队，历经冷湖选址、核心技术自主研发、高原施工，攻克设备采购受限、缺氧、低温故障等重重困难。科研团队以“十年磨一剑”的执着，建成全球首台太阳磁场精确测量中红外观测系统，填补了国际中红外太阳磁场观测的空白。

《中国科学报》从此次会议上获知，AIMS望远镜已从建设阶段正式转入科学产出阶段。

AIMS望远镜塔楼。国家天文台供图

挺进太阳探索的“无人区”

“我们不做国际上已有、自己只能当‘老二老三’的设备，追求的是原创突破。”投身太阳物理前沿，邓元勇有一种开拓者的决心：“别人没做过的，我去做，不怕失败。因为不失败的东西，人家早就做成了。”

实现太阳磁场的精确测量，正是他心中那座最值得攀登的科学高峰。

太阳磁场是驱动耀斑、日冕物质抛射等剧烈活动的“能量总开关”，其精确测量是理解太阳乃至恒星物理的核心，也是预警空间天气的关键。20世纪末，学界认识到，仅靠提高分辨率“看得清”远远不够——就像用高清相机拍照，只能看清太阳磁场的“样子”，却无法准确测量其“强弱”，尤其是那些微弱却至关重要的磁场。

为此，邓元勇团队自2005年起便前瞻性地探索红外波段观测。传统太阳望远镜多集中于可见光，团队瞄准了8~14微米的中红外“大气窗口”。在此波段，大气扰动影响更小，成像更稳定，有望实现前所未有的磁场测量精度。

直面地面中红外观测面临探测器敏感、背景辐射强等巨大挑战，2014年，团队正式提出AIMS望远镜，并获国家重大科研仪器项目（部门推荐）支持，于2015年启动研制。

“只为取得高水平的原创成果，抢占太阳物理领域的科技制高点。”邓元勇初心明确。

纯“手搓”，原创仪器

AIMS望远镜实现了太阳磁场直接测量方法的突破，通过12.3微米中红外波段观测，利用超窄带傅立叶光谱仪直接测量塞曼裂距，将磁场测量精度提升至优于10高斯量级。

邓元勇介绍：“AIMS望远镜核心部件全面国产化，望远镜采用离轴光学系统设计，红外光谱和成像终端（含探测器芯片）及真空制冷系统等全部部件均为国产，体现了我国天文仪器的自主创新能力。”

技术负责人、国家天文台研究员王东光介绍，偏振测量是揭示太阳矢量磁场的关键技术，团队在可见光波段已有四十余年的深厚积累。

然而，在AIMS望远镜中，他们面对的是全新的挑战，12.32微米中红外波段的偏振测量技术在国内尚属空白，国际上也鲜有报道。

团队不得不从零开始，研发所需的光学元件。深入调研后，他们最终确定CdSe晶体作为理想的偏振光学元件，又逐步摸索出一套完整的加工工艺。“刚开始用传统工艺抛光时，表面划痕累累。”王东光说，“通过不断改进，我们才最终得到了理想的偏振片。”

“又回到了那个亲手造仪器的年代。”团队与当年前辈们从采集原材料、手工打磨元件起步的创业期有了类似的经历。这样跨越时空的境遇仿佛一种无声的传承，敢为人先、自力更生的科学精神延续下来。

与此同时，团队研制出国内首台用于中红外波段的椭偏仪检测系统，开发了国际最大口径的CdSe波片，为我国未来中红外偏振测量技术的发展打下坚实基础。此外，AIMS望远镜还配置了8~10微米的终端成像系统，是我国首个在该波段观测的天文设备。

落户冷湖，艰辛超乎想象

身处冷湖赛什腾山顶，常年与星空为伴的王东光仰望银河横亘天际，星光如海，内心深受震撼：“我从来没有见过如此壮丽的星空，那一刻，所有跋涉都变得值得。”

为寻找适合中红外波段观测的理想台址，国家天文台团队历时多年踏勘青藏高原。2018年，冷湖进入视野——这里空气极度干燥，冬季水汽中位值低至2.1毫米，清晨大气稳定，是红外波段观测太阳的绝佳之地。2019年7月，团队决定将AIMS望远镜落户冷湖赛什腾山。

就算知道通往理想之地往往格外艰难，邓元勇也曾这样问自己：“天文学家还怕苦吗？”

但冷湖的艰辛，远超想象。当时山上尚无道路，连车都上不去，全靠科研人员徒步攀爬。2020年基建开工、2022年底主体建成、2023年初进入试观测，作为冷湖天文基地首个签约落地的国家级项目，团队开启了“从零建站”的艰难历程。

团队成员、国家天文台副研究员包星明回忆，他们曾经历过零下几十度的严寒、每秒近30米的狂风曾把活动板房吹转90度，厕所被冻成冰坨；一吨水运上山要160元，用水成了奢侈；高原缺氧、山路险峻，车辆常因塌方受阻，科研人员徒步六公里、攀爬近900米高差是家常便饭。

科研团队选址时留影。国家天文台供图

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撑过“至暗时刻”

2022年6月，AIMS望远镜主体运抵冷湖，进入关键调试阶段。但设备在低海拔测试时性能良好，可一上高原，光学质量却大幅下降，远未达标。

团队成员、90后科学家沈宇樑回忆：“整整两个月，我们反复排查装调、应力、环境因素，甚至拆解全部组件，毫无头绪。”每天清晨上山，深夜返回，进度停滞的压力让他们进入令人焦虑的“至暗时刻”。

沉浸于探索之中，他们也自得其乐。在零下15℃的环境中进行光学干涉测量，团队不得不开着风扇搅动空气，旨在为消除局部热对流，保证气流稳定。沈宇樑笑言：“鼻涕流出来直接冻住。”一张三人鼻涕结冰仍专注测量的照片，后来被他发给女友，换来一句“哈哈哈”。

真正的突破来自坚持。2022年9月底，问题终于锁定：低温导致粘接镜片的胶体收缩，引发镜面微小变形。团队迅速将设备运回西安，在低温环境下更换耐寒胶体，重新装调。2023年4月，改进系统通过测试，具备再次上山条件。

此后，在望远镜与傅立叶光谱仪对接这场“看不见的战斗”中，他们又迎来“最紧张的时刻”——光束不可见，对准全靠间接测量与反复校准。

2023年7月15日，首次成功接收到太阳光谱图像，所有人紧绷的心弦终于松弛，开心地笑出了声。王东光拍下一张“初光”照片，成为项目最重要的里程碑。“那天我兴奋得一晚没睡。”她说。

此次研讨会上，王东光回顾这张照片时，不禁哽咽落泪：“经过AIMS望远镜的历练，我们具有迎接任何挑战的勇气！它磨炼了我们的心力，那是攻坚克难的信心、解决问题的耐心、面对压力的恒心、不怕吃苦的决心。”

2023年7月，AIMS系统的关键设备光谱仪装调完成，现场的工程师们看到第一幅光谱图时，难掩内心的喜悦。国家天文台供图

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据项目团队介绍，在为期2年的调试及试观测期间，AIMS望远镜已经积累了一大批有价值的科学观测数据，有望在太阳三维大气动力学、耀斑物理等前沿研究方面取得重要进展，部分数据分析和科学研究成果正在整理中。