彗木交辉三十载，紫金山巅映华章

引言：30年前的1994年7月17日，人类首次目睹了天体撞击事件——苏梅克-列维九号彗星（SL-9）撞击木星，引起全球极大震撼。在这场世纪大碰撞中，中国科学院紫金山天文台（简称“紫台”）成功组织了国内系统性的监测工作，并且在简陋的条件下，克服重重困难，准确预报了彗星碎片对木星的一系列撞击，为我国小天体碰撞预警研究做出了卓越的开创性贡献。20年前的2004年，紫台建立盱眙观测站，在行星观测研究以及小天体碰撞预警领域迈上全新台阶。紫台的科研档案、声像档案及相关资料，为我们记录了这段令人难以忘怀的历史。

1994年7月20日紫台拍摄彗木相撞后的木星照片

一、 星辰探索：紫台的寻星历程

自从意大利天文学家皮亚齐于1801年1月1日发现首颗小行星—谷神星后，有关太阳系小天体的搜寻、观测和研究一直是天文学里较为重要的一个领域，也是公众津津乐道的话题。

中国的小天体观测研究，始于著名天文学家张钰哲。1928年11月22日，在美国芝加哥大学留学的张钰哲发现了一颗小行星。作为第一个发现小行星的中国人，他将这颗国际编号为1125的小行星命名为“中华”。从1948年开始，早已担任中央研究院天文研究所（紫台前身）所长的张钰哲，带领同事因陋就简，利用因抗战遭受破坏的望远镜，正式开启了中国的太阳系小天体观测研究。1955年1月20日，张钰哲和他的学生张家祥，利用紫台刚刚修复的60厘米反射望远镜又发现一颗小行星，这是中国人在中国的土地上发现的第一颗小行星。

从此以后，伴随着“北京星”、“南京星”等的命名，越来越多的中国名字闪耀太空，紫台的小天体研究工作不断开拓，成果丰硕。至1994年, 紫台已积累了40多年彗星、小行星等观测研究经验, 是全国从事太阳系小天体研究最重要的学术机构。紫台行星研究室当时已累计拍摄照片1万余张，发现了很多新小行星，其中150多颗获得国际永久编号，还发现了4颗新彗星（注: 其中葛-汪彗星是紫台科学家在当时的北京天文台兴隆观测站发现的）。

紫台在这一领域的工作曾荣获1987年国家自然科学奖二等奖。多年的深耕和积累，为后来的彗木相撞监测奠定了坚实基础。

二、 天机预演：彗木相撞的监测计划

随着1994年彗木相撞的来临，紫台主持制定了中国彗木相撞监测计划，并组织近30名科技工作者在光学、射电观测、碰撞预报和计算机理论模拟等方面全方位展开工作，并跟国际彗木相撞联测组织保持着联系与合作。时任国际天文学联合会（IAU）第20委员会（小行星、彗星及天然卫星委员会）组织委员会委员、紫台行星研究室主任张家祥研究员领导彗木相撞预报专家组，王思潮担任中国彗木相撞监测计划协调组秘书长。协调组发挥了关键的协调联络作用，确保了监测工作的顺利进行。

彗木碰撞预报，由张家祥、汪琦、杨捷兴、王思潮、陈协珍组成的彗木碰撞预报组承担。他们运用张家祥所创建的太阳系动力学数值模型和国内外有关SL-9的观测资料，作出了精确的碰撞预报，受到国际彗木相撞联测组织的高度重视。

三、 简室巨献：简陋条件下的科研成就

在这次彗木相撞事件中，全世界进行碰撞预报的仅有2家单位：美国国家航空航天局喷气推进实验室（JPL）和紫金山天文台。JPL的预报，可以利用包括哈勃空间望远镜在内的多台1米以上口径先进望远镜的观测资料。而紫台当时的观测设备极为落后，仅有两台分别建于上世纪30年代和60年代的望远镜：60厘米口径反射望远镜和40厘米口径双筒折射望远镜。

除了观测条件的落后，紫台当时的其他研究条件也非常简陋。数值计算主要靠两台286和386型台式机。炎炎夏日，当年已是62岁的张家祥研究员在不足6平方米的工作间里，仅用微风吊扇分别给计算机和人降温，经常一干就是十多个小时，甚至通宵达旦。

紫台推算出的19个彗核撞击木星时刻与实际碰撞时刻相当吻合，其精度与JPL不分伯仲——双方各有三次预报精度优于对方。

自1994年4月下旬至7月中旬，紫台向全国各观测站发出了7次预报（4次星历表预报和3次碰撞预报），预测了彗星碎片与木星的相撞时间、位置和可能产生的后果。这些预测为全球的观测活动提供了重要的参考，展示了紫台在行星科学领域的厚重实力。

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临近碰撞时的观测对于撞击预报极为关键。紫台当时还没有配备先进CCD的望远镜可用于观测，而国外一些观测台站虽然获得了一大批SL-9彗星定位资料，经多次联络却终究没能获取。在这种状况下，以张家祥为首的研究团队克服重重困难，圆满完成了7月6日的第6号和7月15日的第7号预报工作。

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7月12日，国际彗木碰撞中心将紫台发布的彗木碰撞预报（包括每个彗核的轨道参数、碰撞时刻、碰撞点位置以及彗核空间运行情况）作为最新预报文件之一，转发给世界各国相关天文台。

紫金山天文台向媒体介绍观测成果

这次世纪大碰撞被美国《时代》周刊杂志评选为当年世界十大科技新闻，“紫金山天文台彗木碰撞预报和监测成果获国际天文界高度评价”入选并位列1994年度江苏省十大科技新闻之首，相关的研究论文1996年发表在《中国科学》A辑。

四、 星途筑梦：近地天体望远镜的立项与建设

彗木相撞事件引起人们对小天体撞击地球可能性与危险性的高度关注。紫台对彗木相撞的成功预报，充分展示了我国预报近地天体撞击的能力。但这次彗木相撞事件也让人看到，我国对于小天体的观测能力与国际先进水平存在很大差距。国内天文界通过这次事件逐渐达成共识：中国需要加速建设小行星观测专用望远镜，参与国际预警监测。

1995年，紫台科学家在联合国召开的首届近地天体国际研讨会上提出，中国要建造近地天体探测望远镜，参与应对近地天体撞击威胁。按照计划，近地天体望远镜本体由紫台和南京天文仪器研制中心共同研制。

1996年1月，中国科学院基础科学局主持建造近地天体望远镜的专家论证会，以王绶琯院士为组长的专家组给出的评审意见中指出：建造一台专用望远镜，作为我国近地天体探测和研究的带头和骨干仪器是完全必要的。

1996年11月，路甬祥院长代表中国科学院和江苏省政府签署了院省合作协议书，确定：中国科学院紫金山天文台将在江苏省选址建设预防近地天体撞击地球预报中心及其主体设备施密特型光学望远镜，双方将给予支持。

1999年3月，紫台正式组建近地天体望远镜项目和专家委员会，提出了建造近地天体望远镜的科学目标，主要是为了探测发现近地小行星和彗星，使之成为国际预防近地天体联合监测网的重要组成部分。同年，张家祥、杨捷兴、汪琦、李广宇、姚进生等专家在普选基础上确定盱眙跑马山为选址观测点，开始了选址观测。

2000年11月的盱眙观测站址论证会上，21位评审组专家（包括7位院士）一致认为：该站址满足近地天体望远镜和承担任务所需要的天文观测条件，是一个优良的站址。

盱眙观测站址论证会

2001年11月，在盱眙观测基地规划研讨会和奠基仪式上，时任中国科学院常务副院长白春礼发表讲话，提出要将此建设成为我国唯一的天体力学实测应用基地，为国家安全、科学前沿和战略需求做出贡献。

 2002年2月，近地天体观测楼和综合楼开始基建施工，并于2004年7月竣工。新建的近地天体观测楼设计新颖、造型独特，宛如天外来客造访地球，成为盱眙的标志性建筑之一。

左：观测楼；右：综合楼

2004年1月，紫台正式决定成立盱眙观测站。

2006年10月，紫台和南京天文仪器研制中心联合研制的1米近地天体探测望远镜试观测成功。望远镜配备的 4k×4k CCD探测系统由紫台和国外合作研制，是当时国内灵敏度最高的大面阵探测系统，并具有漂移扫描功能。

2007年3月，“紫金山天文台1米近地天体望远镜试观测成功”入选2006年度中国十大天文科技进展。

一米近地天体望远镜

2008年3月，美国《科学》杂志发表紫金山天文台盱眙观测站近地天体望远镜专访文章——《预防世界末日》（Preparing for Doomsday）。文章认为，中国的小行星工作者是全球努力搜寻近地天体行动中的新成员。

《科学》杂志发表紫金山天文台盱眙观测站近地天体望远镜专访文章

2010年，近地天体望远镜系统工程获江苏省科学技术奖二等奖。  

五、 星际守望：盱眙观测站近年成果概览

近地天体望远镜以搜寻可能对地球构成威胁的近地小天体为主要科学目标，同时还开展各类大样本天文多色巡天观测和广域时域天文现象的观测。近年取得的主要研究成果如下：

1. 开展近地小天体和太阳系小天体的搜索、监测、基本特性观测研究，以及小行星带和太阳系演化学的研究。截至目前，已经发现5000多颗新小行星，42颗新近地小行星，其中7颗是对地球构成潜在威胁的近地小行星；4颗新的彗星，其中C/2023 A3（Tsuchinshan-ATLAS）在2024年有望成为肉眼可见的大彗星。目前，作为我国唯一近地天体监测专用设备，近地天体望远镜代表我国参加联合国下设国际小行星预警网（IAWN），是提供实质共享数据的主体设备，在该国际事务中发挥重要作用。

2.  开展银河系结构巡天观测。获取银河系不同位置天体的多色测光星表，测量天体的位置、亮度等数据，进一步支撑银河系的大尺度结构研究；构建了一个超亿样本的恒星多色星表，并为LAMOST的光谱巡天提供输入星表。

3.  开展时域天文观测研究，包括超新星搜索、系外行星凌星、引力波电磁对应体、中微子事件等光学暂现源巡天和后随观测。

后记：值此彗木相撞事件30周年和紫金山天文台盱眙观测站成立20周年之际，谨以此文回顾紫金山天文台在行星科学领域的长期耕耘和开拓进取历程。感谢给予天文事业大力支持的国家有关部门、中国科学院、地方政府各级部门和领导，以及社会热心人士。那些为我国天文学事业默默付出、贡献卓越的科学家们，将永远为世人所铭记。

致谢：本文资料整理得到紫金山天文台葛永良、陈向阳、胡一鸣等的大力帮助。