6月24日，“2.5米大视场高分辨率太阳望远镜”（WeHoST）配套项目在稻城县无名山顺利启动。“2.5米大视场高分辨率太阳望远镜”是由教育部推荐、国家自然科学基金委员于2021年批准建设的国家重大科研仪器研制项目，位于海拔4700米的四川省甘孜州稻城县无名山。项目计划研制一架以大视场、高分辨率太阳观测为核心能力，同时兼顾夜天文时域天文学观测的大型望远镜。预计2026年底完成配套设施建设，开展望远镜总装调试。项目建成运行后，不仅有望在太阳爆发事件等前沿研究方面取得重大突破，更将为灾害性空间天气预报提供重要支撑，对于提升我国在全球科技竞争力和影响力、促进经济社会高质量发展，具有重要意义。从“中国天眼”FAST到新一代太阳望远镜WeHoST，中国探索宇宙不停步。
高海拔大口径：能够覆盖整个太阳活动区
据了解，WeHoST由南京大学联合中国科学院南京天文光学技术研究所、中国科学院云南天文台等单位共同研制，是全球最大的轴对称太阳望远镜。
目前，望远镜本体即将建造完毕，观测台址选在海拔4700米的四川稻城无名山上，当地拥有优良的大气宁静度和太阳观测条件。
项目总负责人、南京大学天文与空间科学学院教授丁明德介绍，WeHoST主镜口径达2.5米，兼具高分辨率和大视场的优势，看得清的同时更能看得广，分辨率较国内外现有的大口径太阳望远镜有所提升的同时，观测视场也扩大了三到四倍，能够覆盖整个太阳活动区。
丁明德打了个比方，显微镜虽然能够看到细菌，但镜中视野并不大。“观察太阳也是如此，目前已有的太阳望远镜，虽然能够清晰观察到太阳表面小尺度的精细结构，但对研究太阳活动区和太阳爆发活动而言还远远不够。我们必须从更宏观的视角观察，才能更全面掌握每一次爆发活动的细节。”
稻城太阳观测台站预期模拟图（南京大学供图）
携手“羲和号”：“天地协同”提升空间天气监测预报能力
我国已经发射首颗太阳探测科学技术试验卫星，为何还要建设地面观测台站？
中国科学院院士、南京大学天文与空间科学学院教授方成表示，WeHoST可以观察太阳大气不同高度发生的变化，建成后有望在世界上首次完整观测太阳活动区产生和发展的全过程，将与“羲和号”等太阳观测体系实现天地协同，进一步增强空间天气监测预报能力。
作为太阳表面主要的爆发现象，太阳耀斑、日冕物质抛射和暗条爆发等，每次释放的能量相当于上百亿枚原子弹爆炸，对日地空间环境以及通讯、导航等科技活动产生影响，轻则干扰短波通讯，严重情况下还会减少卫星寿命，甚至破坏电网和石油管道。当前，天文学界对于这些爆发现象为何出现、爆发前有何征兆仍不了解。
“通过发挥WeHoST大视场、高分辨率的观测能力，结合数据驱动模拟，科学家能够详细研究太阳爆发现象，剖析其背后的物理规律，为灾害性空间天气预报提供坚实的理论和观测基础。”方成说。
稻城太阳观测台站工程结构模拟图（南京大学供图）
“防暑降温”专利：确保设施长期稳定运行
“研制大型光学太阳望远镜，最大的技术难题就是控制太阳照射带来的热量。”南京大学天文与空间科学学院高级工程师李臻介绍，被太阳照射时，2.5米主镜接收到的热量可达5000瓦，几秒钟就可以将1升水从常温加热至沸腾。
拥有这么大的口径，WeHoST为何能长时间“盯”着太阳看呢？
专家说，望远镜镜面本身可以反射90%以上的热量，相当于主镜真正吸收的热量在500瓦左右，被反射的4500瓦热量集中到主镜的焦点处，后者是一个直径仅3.5厘米的圆面，还没有一枚乒乓球大。
然而，根据热胀冷缩原理，受热部位会发生变形，望远镜内部也可能产生类似现象，被加热的空气形成湍流，这些因素都会干扰观测精度。按照设计要求，镜筒与环境的温差须控制在5摄氏度以内，主镜、主焦点与环境的温差须控制在2摄氏度以内。
为了解决散热问题，研制单位采用已有的预研成果，在主镜背部均匀布置200多根气管，组成阵列，以喷射冷风的方式带走镜面吸收的太阳能。主焦点则采用中国科学院南京天文光学技术研究所的专利技术，吸收多余能量后，通过控制制冷液的温度和流速实现降温，确保设施长期稳定运行。
建造中的“2.5米大视场高分辨率太阳望远镜”本体（南京大学供图）
日夜光路切换：太阳望远镜也“上夜班”
太阳望远镜，顾名思义，观察太阳是主业，那它在夜晚就休息了吗？
其实不然。李臻告诉记者，WeHoST可以通过平面反光镜转折光路，不到10分钟就能完成日夜光路切换。这点也决定了它与常见的大口径天文望远镜不同，这种快速响应能力有望为我国“时域天文学”带来新发现。
“时域天文学”是国际天文学的新兴领域，它的研究对象包括超新星、引力波、超大质量黑洞吞噬恒星等快速变化的天体现象。
“国际上新一代望远镜都在加快布局时域天文研究，开发新技术平台，拓展人类认知边界。”丁明德表示，WeHoST建成后，将充分发挥我国地理位置的优势，完善全球时域天文联网观测，揭秘更多未知带来新惊喜。
中国科学院院士、国家自然科学基金委员会数学物理科学部主任陈仙辉在启动仪式上代表国家自然科学基金委员会，对项目的正式启动表示热烈的祝贺。他表示得益于四川省、甘孜州及稻城县各级政府的高度重视和大力支持，项目基础建设顺利启动，为望远镜和终端设备的现场安装调试奠定了坚实的基础。希望项目团队继续秉持科学严谨的态度，持续深化科学目标凝练，确保各项工作稳步推进，最终实现项目按期、高质量完成，产出具有国际影响力的原创性科学成果，为我国天文事业发展做出卓越贡献！
南京大学校长助理姜田教授表示，该项目不仅是南大天文与空间科学学院“双一流”建设的重大项目，更是南京大学目前单个投资规模最大的科研项目。该配套项目得到了四川省人民政府支持，省发展与改革委员会于去年7月立项。作为项目依托单位，南京大学将全力支持本项目的后续建设，与各合作单位通力协作、迎难而上、精心研发，推动我国天文学科，特别是太阳物理领域在国际上进入一流学科行列，同时满足国家对空间天气精准预报的战略要求。
稻城县委副书记、县人民政府县长袁斌在仪式上介绍到，近年来，稻城县高度重视天文科技集群建设，以天文科学园和皮洛遗址为核心，打造了以海子山、无名山、波瓦山为支撑的“1+3”天文考古集群。稻城将把保障好项目建设，作为践行“国之大者”、服务全省、全州发展大局的具体行动，持续优化协调服务，主动解决各类困难和问题，为项目建设创造良好的外部环境。
甘孜州稻城高海拔天文科学中心副主任格桑刀登在仪式上表示，作为业主单位，天文科学中心将秉持高度的责任感和使命感，充分发挥统筹协调作用，建立健全高效的项目管理机制，精心组织、科学调度，全力以赴推进项目建设，确保“2.5米太阳望远镜”项目顺利建成并投入运行，为我国科技事业发展和现代化建设作出卓越贡献。
