上海天文馆EAST望远镜：揭示太阳奥秘的前沿科技

我们真的了解太阳吗？从古代神话中的夸父逐日到羲和驾车，人类对这颗恒星的想象充满了浪漫。然而，随着科技的进步，对太阳的探索已不再停留在纸上。科学家们发现，除了光与热，太阳也有自己的“脾气”。

太阳有时会产生风暴，这是一种太阳大气中剧烈的磁场扰动现象，与太阳黑子和耀斑的活动密切相关。日冕物质抛射就像太阳的“火山爆发”，当这些高能粒子抵达地球时，会对地球磁场产生强烈冲击，导致地磁暴的产生。这不仅能点燃绚丽的极光，还可能对卫星系统和电力系统造成严重影响。

上海天文馆的EAST望远镜

为深入观察太阳，上海天文馆引入了科教型自适应光学太阳望远镜EAST。作为国际上技术最先进的太阳科普观测望远镜之一，EAST由七个主要部分组成，包括引导光学系统、全盘太阳成像系统、自适应光学系统等。这些系统的协调配合实现了“在望远镜内部观测太阳”的创新理念，突破了传统太阳望远镜的局限。

EAST的主镜口径为65厘米，光线从望远镜后端进入展示空间，不受太阳视路径的影响。在晴朗的天气条件下，观察者可以看到一束阳光经过多个光学元件，形成多个不同波长的高分辨率太阳图像。这一设计让参观者可以直接看到太阳光的传播路径，从而更全面地理解所得图像。

应对大气湍流的挑战

由于上海的地理位置，天文馆面临着强湍流大气的挑战。大气湍流会影响地基太阳望远镜的观测质量。为解决这一问题，EAST采用了自适应光学系统（AO），实时补偿大气湍流引起的动态波前误差。这一技术通过抵消大气扰动，实现最佳成像性能。

AO系统的光学设计包括哈特曼波前传感器和高速实时控制器，太阳光线进入望远镜后，首先由透镜准直器准直，随后进入AO系统进行波前校正。

通过AO系统的校正，图像的清晰度与分辨率得到了显著提高。对比图显示，经过AO校正后的图像质量明显优于未校正的图像。

热控与光谱成像系统

太阳望远镜的热控是设计中的一大挑战。EAST采用主动热控制系统，在主镜焦点处使用液体制冷剂，并利用热场隔板反射96%的太阳辐射。水冷式热交换器设备则用于冷却隔板，使得筒内温度与环境温度的差异维持在±1°C以内。

为了更深入了解太阳活动，EAST使用了IFU偏振光谱成像系统。这一系统可以记录全Stokes光谱并进行光谱成像偏振测量，为科学家提供太阳大气的物质流动和结构演变信息。

公众科普与未来展望

为了实现公众科普的使命，上海天文馆在太阳塔一楼设置了太阳直播秀平台。平台的核心舱墙壁上安装了六个显示屏，展示不同波段的高分辨率太阳图像、全盘太阳图像及太阳光谱成像。参观者可以直观地观测到不同类型的太阳活动。

上海天文馆的EAST望远镜不仅帮助我们深入探索太阳的奥秘，还在科学教育和公众参与中发挥重要作用。通过EAST的展示，太阳黑子的形成与消亡、日珥和耀斑的爆发等现象清晰地呈现在公众眼前。

无论天气如何，EAST始终在此，为公众开启了解太阳、了解光与热的窗口。