太陽，這顆距離地球最近的恒星，有諸多未解之謎待揭開。近日，全球首臺中紅外波段太陽磁場專用觀測設(shè)備（AIMS望遠鏡）正式啟用，人類觀測太陽又多了一雙“慧眼”。

“十五五”規(guī)劃建議提出，“加強基礎(chǔ)研究戰(zhàn)略性、前瞻性、體系化布局，提高基礎(chǔ)研究投入比重，加大長期穩(wěn)定支持。”支撐高水平科技自立自強的源頭創(chuàng)新，離不開基礎(chǔ)研究的突破。AIMS望遠鏡的建成啟用，填補了國際上中紅外波段太陽磁場觀測的空白，也為后續(xù)大型天文設(shè)備在高海拔地區(qū)的建設(shè)提供了重要參考。

“從0到1”的探索，打開太陽觀測新窗口

太陽大氣是由磁場主導(dǎo)的巨大等離子體環(huán)境，提高太陽磁場觀測精度，對太陽物理基礎(chǔ)研究、空間天氣預(yù)報等都有十分重要的意義。中國科學院國家天文臺研究員、AIMS項目負責人鄧元勇介紹，“可以說，磁場是太陽物理的第一觀測量。”

過去，對太陽磁場的觀測以分辨率為第一追求，對測量精度重視不夠，國際上的大口徑太陽望遠鏡測量精度普遍在100高斯量級。隨著科學研究不斷深入，學界逐漸認識到，太陽上的弱磁場研究同樣重要，只重視分辨率遠遠不夠，不光要“看得更清”，還要“量得更準”。

“就像拍照片和拍X光片時看到的人體不同，在不同波段觀測到的太陽磁場反映的物理過程也不一樣。”中國科學院國家天文臺研究員、AIMS項目技術(shù)負責人王東光說，“AIMS望遠鏡就是要補上太陽磁場觀測在中紅外波段缺失的一環(huán)。”

“我們以精確的磁場測量為突破口，搶占中紅外波段太陽磁場觀測先機，確保我國在太陽物理前沿觀測陣地上的領(lǐng)先地位。”錨定目標抓緊干，鄧元勇帶領(lǐng)團隊進行攻關(guān)。

將磁場測量精度提升至優(yōu)于10高斯量級；研制出國際上首臺既有超高光譜分辨率，又具有成像功能的中紅外傅里葉光譜儀，光譜分辨率指標提升至國內(nèi)原有水平的156倍……自2015年啟動研制以來，AIMS望遠鏡實現(xiàn)了多項關(guān)鍵技術(shù)突破。

每一項技術(shù)突破的過程，都猶如啃下一塊硬骨頭。以偏振測量技術(shù)為例，團隊在可見光波段偏振測量領(lǐng)域已有40余年的技術(shù)積累，但是轉(zhuǎn)向中紅外波段偏振測量方向，卻得從頭起步。

當時，國際上沒有可用的中紅外偏振測量裝置，甚至連可用紅外波片等關(guān)鍵元器件都沒有，同樣也沒有成熟的偏振檢測設(shè)備和方法。王東光回憶說，“選材料、探索加工工藝、研制檢測儀器，都是從零開始。經(jīng)過不斷調(diào)研，我們找到了適合紅外偏振測量的硒化鎘雙折射晶體材料，摸索出波片的拋光工藝，研發(fā)出了國際上最大口徑的硒化鎘中紅外波片。”

“做基礎(chǔ)研究，最重要的是敢于創(chuàng)新、敢為人先。”鄧元勇心里始終憋著一股勁，“我們要以站在國際最前列為目標，如果花了10年做一個設(shè)備，結(jié)果做出來是‘第二’‘第三’，這樣的事情沒有意義。”

協(xié)同創(chuàng)新，匯聚合力攻堅克難

AIMS望遠鏡的研制，是一次多學科聯(lián)合攻關(guān)、有組織科研的成功實踐。國家天文臺總體協(xié)調(diào)，研制偏振測量系統(tǒng)、8—10微米成像終端系統(tǒng)、探索科學數(shù)據(jù)分析處理方法、開展工程基建；上海技術(shù)物理研究所研制傅里葉光譜儀；西安光學精密機械研究所負責望遠鏡引導(dǎo)光學系統(tǒng)；云南天文臺、昆明物理研究所、南京天文儀器有限公司等多單位合作參與。任務(wù)分工協(xié)作，項目有序進行。

“一臺大型設(shè)備的研制，涉及多學科多領(lǐng)域，往往由多個科研院所聯(lián)合開展，需要準確理解彼此的設(shè)計要求，才能保證設(shè)備各個部分順利對接。”王東光說，“我們從最開始就注重頂層設(shè)計，將指標、功能進行了深度細分，明確相關(guān)技術(shù)接口，因此整個項目過程比較順利，沒有出現(xiàn)設(shè)計上的返工問題。”

在各方協(xié)同努力下，AIMS望遠鏡的紅外終端科學儀器光譜儀和8—10微米成像光路（含探測器芯片）及真空制冷系統(tǒng)等核心部件全部國產(chǎn)化，實現(xiàn)了相關(guān)技術(shù)的自主可控，體現(xiàn)了我國天文儀器的自主創(chuàng)新能力。

太陽觀測設(shè)施對選址要求極高：日照時間長是必要條件；紅外設(shè)備要求氣候干燥，避免水汽對觀測造成影響；空氣越稀薄，探測效果越好……“我們先后調(diào)研了5個點位，最終確定了青海冷湖賽什騰山。”鄧元勇說。

當?shù)氐闹С质峭七M科研項目建設(shè)的關(guān)鍵一環(huán)。“設(shè)施得考慮運行維護，相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施就不能少。”回憶起選址過程，鄧元勇對地方的執(zhí)行力感觸很深，“我們的設(shè)施建在山上，人能爬上去，但設(shè)備上不去，當?shù)卣陀弥鄙龣C協(xié)助運輸。在確定選址后兩年左右，基礎(chǔ)設(shè)施條件就已經(jīng)完全跟上了。”

青春綻放在高原，傳承弘揚科學家精神

“年輕人是建設(shè)現(xiàn)場的主力，真正動手去安裝、調(diào)試，大多是這些年輕人。”談到團隊里的青年科研人員，王東光頗有幾分自豪。

在高海拔地區(qū)建造設(shè)備，需要克服高原高寒、缺氧、物資稀缺等困難。“長達幾個月的時間里，我們早晨6點不到就從距離臺址80公里的住處出發(fā)，趕在道路施工前到達山頂，等施工結(jié)束后再回來，到鎮(zhèn)里已經(jīng)是晚上10點。通電之前，在山上吃泡面是常態(tài)，能用煤爐煮鍋熱面條，已經(jīng)是高級待遇。”王東光說，“即便這樣，團隊里的年輕人自始至終都沒有退縮，也從不抱怨條件艱苦，而是想方設(shè)法推進進度。”

AIMS項目團隊成員、博士后沈宇樑承擔了大量一線工作。作為團隊里的90后，他全程參與了望遠鏡的裝調(diào)檢測工作，并為項目建設(shè)貢獻了不少聰明才智。有一次，沈宇樑和同事們在山下已經(jīng)將望遠鏡的各個部件安裝調(diào)試過一輪，但到了山頂，望遠鏡再次集成后，成像質(zhì)量卻明顯下降。

“于是，我們先搭建檢測光路，重新校驗了檢測儀器，然后逐個排查影響因素，最終確認是低溫導(dǎo)致光學鏡面面形發(fā)生變化。”沈宇樑說。

找到問題后，前后方聯(lián)動，研制單位快速設(shè)計技術(shù)路線，模擬低溫檢測環(huán)境，一點點摸索改進工藝，歷時兩個多月最終解決了低溫影響成像質(zhì)量的問題。

調(diào)試及科學試觀測期間，AIMS望遠鏡已成功獲取多個中紅外波段的太陽耀斑數(shù)據(jù)，為揭示太陽劇烈爆發(fā)中物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)移機制、研究磁能積累與釋放提供了新數(shù)據(jù)支持。“下一步，我們將把AIMS望遠鏡維護和運行好，圍繞其開展前沿科學研究。”鄧元勇說。

加快高水平科技自立自強，離不開“從0到1”的探索勇氣，也離不開久久為功的堅持。從遙遠的太陽到腳下的高原，一臺望遠鏡的建設(shè)見證中國基礎(chǔ)研究的自立自強，也望見通向科技強國的未來之路。

 

《人民日報》（2025年11月17日 第 19 版）

（責編：張若涵）