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祖国西北边陲 同谱天文新篇 |
——记不断奋进的乌鲁木齐天文站学科发展 |

全国人大常委会副委员长、中国科学院院长、党组书记路甬祥题词

中科院常务副院长白春礼题词

人才培养

探月工作照

接收机主要研制人员

天文站25米射电望远镜

天文站办公大楼
科学发展
1957年前苏联发射了人类第一颗人造卫星后,中国科学院组建了我国的人造卫星观测系统,在全国首批共建立了12个人造卫星观测站,乌鲁木齐人造卫星观测站是其中之一。
乌鲁木齐人造卫星观测站的成立,适应了国家任务带学科的需要,从承担对人造卫星目视观测任务开始,在不断的发展过程中,先后建立人造卫星的观测研究、太阳物理学、天体力学及人造卫星动力学、天体物理学研究方向。
前乌鲁木齐人造卫星观测站先后参加了前苏联第一颗人造卫星、我国首颗人造卫星“东方红一号”及以后数百颗卫星和目标的跟踪观测及测轨。1974年,作为我国人造卫星无线电多普勒观测网成员,参加了长达10年的卫星测地任务。在完成观测任务的同时,在人造卫星动力学研究中也取得了一定成绩。
上世纪80年代初,前乌鲁木齐人卫站的学科方向悄然发生变化。自太阳色球、光球双筒望远镜1982年9月在乌鲁木齐人卫站安装并投入工作之后,新疆地区正式开始了太阳物理学方面的观测与研究。1983年8月,太阳3.2cm波段2米口径射电望远镜在乌鲁木齐人卫站安装并进入观测,这是新疆第一台射电天文望远镜。正是此项工作的开展,为乌鲁木齐天文站培养出了一批射电天文观测研究人才。
学科领域的开拓带来了事业的发展,1987年10月,中国科学院正式批准“中国科学院乌鲁木齐人造卫星观测站”改名为“中国科学院乌鲁木齐天文站”,标志着乌鲁木齐天文站逐渐开始在我国天文学界占据一定的地位。
在1986年5月召开的中科院天文委员会“VLBI学术讨论会”上,确定在乌鲁木齐建设VLBI站。1990年5月,中科院批准了在乌鲁木齐南山建25米甚长基线站(VLBI)的设计任务书。1991年8月30日,南山VLBI举行奠基仪式,当年12月4日破土动工。1993年12月12日,25米天线系统通过验收交付使用,揭开了乌鲁木齐VLBI测地观测之首页。天线系统竣工后,乌鲁木齐天文站开展了全方位的合作交流,先后参加了欧洲VLBI网(EVN)、全球天测及测地网(IVS)、俄罗斯低频VLBI网(LFVN)、东亚VLBI网4个国际合作组织及多项国际合作计划。
1999年,乌鲁木齐天文站整合进入中科院国家天文观测中心,成为中科院知识创新工程首批试点单位之一。2001年4月,国家天文台成立后,乌鲁木齐天文站改名为“中国科学院国家天文台乌鲁木齐天文站”。
中科院知识创新工程试点工作的启动,为乌鲁木齐天文站带来了新的发展机遇。天文站抓住机遇,不断开拓学科领域,形成了以脉冲星观测研究、活动星系核观测研究、分子谱线观测研究、VLBI技术应用、微波技术研究等多学科研究领域。在研究方面走出了一条发挥自己独特优势的开拓创新道路,形成了具有自己特色的研究团队。开展的研究工作获得了多项科研成果,并在相关领域取得了一定的突破。同时,天文站还参加了探月工程、空间目标与碎片、大地构造监测等一系列重大科研项目。
科研成果
在研究方面,乌鲁木齐天文站开展了广泛的国际合作与交流,形成了独具特色的研究领域和学科方向,取得了具有国际前沿水平的研究成果。
对脉冲星的观测研究,开创了中国脉冲星观测与研究的先河。乌鲁木齐天文站用小望远镜作了一项重要的学科开拓,带动了我国脉冲星实测研究。以站长王娜研究员为核心的研究团队,自1999年建立脉冲星到达时间观测系统后,先后开展了脉冲星周期跃变、星际闪烁、脉冲缺失与辐射模式变化、漂移子脉冲与巨脉冲、脉冲星导航应用、暂现源搜寻等方向的研究。脉冲星的观测研究多次获得自然科学基金、西部之光项目和中科院重点方向性项目支持,目前观测样本已达到290颗脉冲星。课题组已发表论文50余篇。重要研究成果均发表在国际核心天文期刊上。
活动星系核在星系形成和演化研究中有着重要的意义。以刘祥研究员为核心的活动星系核研究团队,主要开展了活动星系核的VLBI多波段观测研究和单天线射电流量监测。天文站近年来利用欧洲EVN网、俄罗斯LFVN网、英国MERLIN阵、美国VLBA阵对GPS射电源(GHz-Peaked Spectrum)和致密对称源(CSO)进行了甚长基线干涉观测与研究,并开展了极短时标变化(IDV)的观测研究。VLBI观测发现了9个GPS型的年轻致密对称体(CSO)和多个候选体,约占已发现CSO的10%左右。
恒星形成与演化研究课题组的加尔肯·叶生别克副研究员等人通过与南京大学、北京大学和美国哈佛大学的合作,利用4096通道的频谱仪作为终端建立了分子谱线观测系统,成功实现了对羟基脉泽(OH),水脉泽(H2O),甲醛分子线(H2CO)和氢复合线(H110?琢)等厘米波谱线的观测,在水脉泽的时变及其辐射机制,恒星形成区的分子云等方面做了不少工作,取得观测研究成果,其中甲醛分子线和氢复合线是国内首次观测到的谱线。该课题组在国内外发表了20余篇SCI论文。目前课题组正在使用H2CO与H110?琢谱线对一批UCHII区样本进行观测并计算银河系大质量恒星形成区样本的距离;即将开展银河系氨分子巡天方面的研究和对银道面高密度分子气体的分布和物理性质的研究。
乌鲁木齐天文站在射电天文技术与方法研究中日趋成熟,工作不断取得进展,以自行研制为主,通过国际合作,研制、改进的一批国际先进水平的仪器设备,在科研工作中发挥了重要作用。例如:研制了“49/92cm双极化常温接收机”、“13cm双极化常温接收机”;建立了脉冲星观测数据共享网络平台、顺利完成了我国“探月工程”VLBI定轨系统中的部分研制任务等。在成绩面前,天文站科技人员并没有止步,而是不断开拓学科领域,依靠先进技术设备,通过自主创新,在微波技术和数字天文领域取得了积极进展。以陈卯蒸高级工程师为核心的研究团队,自主研制的国内首台高灵敏度1.3厘米波段双极化制冷低噪声接收机取得了阶段性成果,推动了天文站各项科研工作的深入。该项目获中科院设备研制专项项目支持。
25米射电望远镜是天文站的核心设备,是国际国内VLBI网重要的观测单元,除参加了我国绕月探测工程、欧洲网(EVN)、国际VLBI服务网(IVS)、俄罗斯低频网(LFVN)和日本探月等VLBI观测外,还主持了脉冲星、分子谱线、IDV巡天和监测等多项观测课题,支持了银道面磁场巡天、木星研究等站外课题观测,首次成功进行了宽带e-VLBI观测。该设备运行和有效观测时间逐年递增,已经实现全开放,使用率很高,天线观测时间需求竞争较激烈,在国内外天文观测研究中发挥了积极的作用,同时还支持了一批高水平、前瞻性的课题研究,推进了国内实测天文研究水平。在我国首次探月工作中,该站作为VLBI测轨系统分系统之一,圆满地完成了“嫦娥一号”卫星的精密测定轨任务,为探月工程目标的顺利实现作出了贡献。
卫星应用方面,空间目标与碎片观测取得了优异的成绩,为我国航空航天事业的发展作出了应有贡献,目前开展的多个项目进展顺利。
乌鲁木齐天文站发表学术论文百余篇,其中SCI论文70多篇。出版学术会议论文集2部。中外科学家利用天文站的观测资料在国际核心刊物上发表论文100多篇。
乌鲁木齐天文站根据国家任务和战略的需求,为我国航空、航天及天文事业作出了非常重大的贡献,获得省、部级以上奖励项目共计23项。其中为第一完成单位主持完成的“乌鲁木齐25米射电望远镜系统”和“乌鲁木齐25米射电望远镜脉冲星观测系统”项目分别于2000年和2005年获新疆维吾尔自治区科技进步奖一等奖,这两项科研成果先后被国家天文台评为当年的“十大天文科技进展”。“甚长基线干涉测量应用于嫦娥一号探月卫星的精密测轨”项目获上海市人民政府颁发的上海市科学技术奖一等奖。此外,乌鲁木齐天文站是“长波授时台的建立”项目(1986年获中国科学院科技成果奖特等奖、1987年获国家科技成果奖一等奖)的协作单位之一,在乌鲁木齐建立了长波监测站。
新疆地处欧亚大陆中心,具有地域辽阔,人口密度低,气候干燥,有平原、山地等多种地貌的鲜明特征,还有良好的无线电和光学环境,非常有利于天文观测,乌鲁木齐天文站将充分利用这些优势,做好天文选址工作,使更多的天文观测设备落户新疆,不断推动我国天文研究水平的提高。
人才培养
人才是最重要的资源,有了一流的人才,才能做出一流的科研成果。乌鲁木齐天文站将人才的吸纳和培养当做头等大事来抓,结合学科发展需要,积极推进人才队伍建设,特别是进入知识创新工程后,更加致力于创新队伍建设,千方百计做好人才培养和引进工作,形成了涉足多个领域的研究团队,并在射电实测研究方面走在前列。
对现有科研人员的锻炼提高在天文站人才培养中占据重要地位。天文站倡导靠近世界一流学者和机构,一批活跃在领域前沿的年轻学者、科研骨干在国际合作中被派往澳大利亚、荷兰、意大利、美国、日本等国的顶尖学术机构工作学习,分别在脉冲星、恒星形成、活动星系核领域形成了具有特色的研究方向。派出的工程技术人员在澳大利亚、德国、日本的微波技术实验室工作学习,在脉冲星终端研制、低噪声放大器的设计制作、接收机整体设计制作等方面积累了经验,特别在接收机的系统集成上有一定的优势,为天文站自主研发接收机奠定了坚实的基础。自行培养的工程师担当起了25米射电望远镜各个系统的日常维护和运转工作。
乌鲁木齐天文站不断加大高层次人才吸引力度,由“坐等上门”变“主动出击”引进人才。在用好现有科技人员的基础上,还聘请了外籍客座教授和国内大学客座教授。在聘请经验丰富的老科学家的同时,也注重吸引、邀请年轻的水平高的天文学家加入到工作当中。
学位教育是培养高素质人才的重要途径。天文站努力发展学位教育,已成为高级人才重要的培养基地,拥有天体物理博士学位培养点、天体物理硕士学位培养点及天文学博士后科研流动站。随着天文站的快速发展,在站学生数量逐年递增,博士生招生规模逐渐扩大,现有研究生导师9人,在学博士、硕士研究生40名。
近年来,天文站学位教育和平台建设得到快速发展,实现了人才引进和培养机制的重要突破。2008年与新疆大学合作,成立“新疆大学——国家天文台联合天体物理中心”,2009年又获得了新疆射电天体物理重点实验室,这将对新疆天文学研究起到积极的推动作用。
创新文化建设
随着知识创新工程的不断向前推进,乌鲁木齐天文站的创新文化建设也进入到了一个新的阶段。这就是不断凝聚一种有利于开展创新活动的氛围,同时使这种创新的精神成为天文站全体员工的共同价值理念和导向,激励他们在科研工作的道路上执著追求。通过加强爱国主义教育,强调国家需求与献身科学相结合的精神,使大家明确了创新目标及相应的科技价值观,形成了“以人为本,尊重科学,快乐工作,团结向上”的创新文化氛围,保证了科研活动的有序进行。
作为自治区级文明单位,天文站认真开展了精神文明创建活动,通过全站上下的共同努力,使天文站科研安全达标、园区绿化美观、单位和谐文明、事业健康发展。
天文站以“科学、民主、爱国、奉献”的优良传统和“唯实、求真、协力、创新”的院风为基础,弘扬艰苦奋斗、开拓进取的精神,尊重学术自由,激发工作活力。培育和凝聚了一支创新思维活跃,富有开拓进取、敬业奉献、团结协作、治学严谨的精神,勇于在科学前沿拼搏的人才队伍。
通过创新文化建设的开展,塑造了创新进取的天文站形象,增强了职工的使命感、责任感、紧迫感和集体荣誉感,促进了科研工作的进行,为天文站的持续发展创造了良好的环境,为增强凝聚力、提升自主创新能力提供了支撑和保障。
乌鲁木齐天文站是新疆天文学会的挂靠单位,是全国、自治区和乌鲁木齐市的科普工作先进集体。
天文站集合自身以基础研究为主要方向的特色,在为边疆服务中注重开展科普工作,一直把普及科学知识、面向社会弘扬科学精神作为己任。作为国家、区、市三级科普教育基地,天文站积极开展天文科普工作,弘扬科学精神,传播科学思想,倡导科学方法,充分利用南山基地的25米射电望远镜系统的条件、设备、科研实力和天文学科优势,围绕着“爱科学、爱中华”主题,开展了形式多样、内容丰富的青少年科技教育活动和公众天文科普活动,向更多的社会大众普及了丰富、新颖的天文科普知识,为提高新疆各族群众的科学文化素质作出了积极的贡献。
天文站不仅结合中小学进行的素质教育,连续10年每年都组织天文科普冬令营、夏令营活动,还与乌鲁木齐市教委、科协等单位共同举办天文科技辅导员学习班、研讨班,对来自多所学校的教师和骨干进行天文科技培训。利用国内外著名天文学家、教授来新疆参加学术会议的机会,举办专题活动、科普报告会,与师生们进行座谈。在“科技活动周”、“大手拉小手”等项活动期间,对于来到基地的各族青少年们,科研人员向他们用汉语与少数民族语言分别作专题科普报告、宣传科学发展观。通过组织“路边天文”、“日全食观测”等项活动,向广大市民、天文爱好者及学生普及天文知识。
天文站的天文科普活动不同于一般天文馆的科普活动。它首先是一个在国际前沿从事天文学科研工作的国家级科研机构,具备国际先进水平的天文观测设备和一批高素质的科技人才,因此,科普活动的主要特点是国际前沿科学活动背景的科普内容。另外,基地又是一个可以进行一般性天文科普活动的平台,基地所配备的观测仪器、图片音像教材、食宿活动场所条件,可供学校的师生进行多种形式的天文知识普及,使受教育者能够了解和亲眼目睹国际、国内天文学科研发展和我国天文科技工作者在国际前沿拼搏和工作的现状,还能学习到基本的天文科技知识。向各族青少年进行的科学宇宙观科普教育,爱国主义、精神文明和素质教育,不但是提高各民族群众科学文化素质的举措,而且还关系到破除封建迷信、抵制反动宗教活动、反对民族分裂,为维护新疆的社会稳定作出了贡献。
天文站科普工作取得的成绩得到了社会和公众的肯定,多次受到全国、自治区和乌鲁木齐市的表彰奖励。
(本版文字由乌鲁木齐天文站提供)
《科学时报》 (2009-9-8 A4 庆祝中国科学院建院60周年系列报道)