与灯火通明、人口稠密的东部地区相比，广袤无人、海拔较高的中国西部地区一直是天文学家和天文爱好者的乐土：大漠中的东风航天城见证了中国载人航天的奇迹，现代诗城德令哈是重要的毫米波射电观测基地，而2021年，青海西北部的冷湖镇更是被确定为中国最好的光学天文台址，也将成为全亚洲未来光学天文的中心。
2024年暑假，北京大学青年天文学会（学生社团）的同学们前往西部，实地探访这些中国天文事业的重要地点。实践团深入西北大地，行程数千公里，参访、调研、座谈、探索……我们希望依托学会作为北大最大的学术科创类社团这一特色，以实践活动的形式探访中国的大型天文科学装置，深入了解科研基地的建设与运转过程，展望中国天文学和航天事业的明天，也坚定着投身于祖国科学和科普事业的决心。
8月5日清晨，北京大学青年天文学会社会实践团的成员们整装待发，告别了冷湖，踏上了前往本次社会实践最后一站——德令哈紫金山天文台青海观测站的旅程。大巴刚刚驶出不久，赛什腾山的雄伟身影再次映入眼帘——昨日的拜访还历历在目。盼望再来时，这里将已经建成亚洲最大的天文观测基地，和夏威夷、智利的世界级天文台比肩而立。
下午四点，经过8个小时的长途跋涉，实践团终于抵达德令哈。大巴车顺着巴音郭勒河谷向东行驶，沿途的景色逐渐变得水草丰美，牛羊成群，宛如一幅生机勃勃的画卷，与前几日的荒凉沙漠戈壁形成了强烈的对比。同学们纷纷举起相机，将车窗外美不胜收的风景定格下来。大巴车缓缓驶过一个弯道，突然间，远处河畔的一座巨大的白色圆顶映入眼帘——那正是实践团此行的目的地：青海观测站。
风光旖旎的巴音郭勒河谷（一）
风光旖旎的巴音郭勒河谷（二）
PART 1
基地展厅
走进观测站，第一件事便是将所有电子设备调至飞行模式。这是由于观测站的观测频段与手机的通信频段有所重合，为避免干扰，望远镜附近严禁使用手机通信。观测站的巨秉刚站长首先带领实践团参观了青海观测站历史展厅。观测站始建于1982年，1990年建成了我国唯一的13.7米毫米波射电望远镜，主要用于宇宙毫米波射电天文观测。望远镜配备了自主研发的超导SIS接收机，频段为85—115GHz，进行包括银河系内分子云与恒星形成、行星状星云、恒星晚期演化、星际介质物理等前沿领域的研究。该望远镜曾发现了100多个新的水脉泽和200个恒星形成区的高速气流外流源，并对国际研究人员开放使用。
紫金山天文台青海观测站
自2002年起，青海观测站德令哈毫米波观测基地得到中国科学院知识创新二期的强化支持，取得了设备运行状态、观测服务、科学产出等方面的创新成果，并成为国际毫米波-亚毫米波射电天文开放观测基地及现代科学技术知识的教育基地。青海站的科学目标是保证望远镜在国际同类望远镜运行水平上进行CO等谱线及连续谱的观测，提供用户进行各类天文观测研究。中心任务是维护望远镜正常运行，完成观测任务，并努力建设成国际水平的天文观测基地。
巨老师为实践团做讲解
巨站长还向实践团特别介绍了“银河画卷”巡天计划。自2011年11月起，中国科学院紫金山天文台利用13.7米望远镜，开展了为期十年的“银河画卷”巡天计划，对北天银道面附近的CO及其同位素¹³CO和C¹⁸O三条分子谱线同时进行大天区观测，共完成银纬正负5度范围共2400平方度的探测覆盖，建立了毫米波分子谱线数据库。2021年10月，为期10年的“银河画卷”二期巡天计划启动，将巡天区域扩展至银道面附近银纬正负10度的范围，每年完成约250平方度的巡天，将为多波段天文研究提供更广域的分子气体分布数据。
“银河画卷”巡天计划进展图
PART 2
13.7米望远镜
接下来，靳生玉老师带领实践团参观了13.7米望远镜及其控制室。进入圆包，同学们都为这个庞然大物惊呼。靳生玉老师向大家介绍了望远镜的工作情况和原理。圆包采用特殊材料制成，防水、防压并可以透过电磁波，保证了望远镜全天候正常工作。望远镜由抛物面主镜和双曲面副镜构成，主镜正在进行主动光学系统的试验，安装完毕后可实时校正望远镜的光学系统和支架受重力、温度等影响引起的形变。
13.7米射电望远镜
靳老师介绍道，接收系统是这架望远镜最大的亮点。刚建成时，这座望远镜在国际上同频段的望远镜中属于中等口径，并且视场小，灵敏度和分辨率都不高。为解决这一问题，2010年底，我国成功自主研发了9波束边带分离型超导成像频谱仪，使望远镜的视场范围较以往提高9倍；同时，边带分离技术使得CO、¹³CO和C¹⁸O三条谱线能被同时接收到。通过这些技术升级，望远镜的观测效率比过去提高了近60倍，让它具有了大天区快速巡天的能力，为开展“银河画卷”计划奠定了基础。未来，集成型多波束接收机的研制将进一步提升其性能。这种新型接收机将具备超大视场（约100波束）和8—10GHz的瞬时带宽，让这台望远镜的“眼睛”从“独目”进化为“九目”，再到“百目”，其观测能力和效率将再度飞跃。
随后，同学们踊跃提问。大家对观测站附近的无线电管制十分感兴趣。靳老师解释说，十年前，这里的无线电发射源受到了严格的管制，方圆10公里内禁止一切无线电发射。为此，他们曾与通信运营商进行多次协商，以降低通信基站的发射功率。后来，为了方便工作和生活，望远镜加装了一定的屏蔽设备，工作人员终于可以正常使用手机通话。然而，由于4G上网和WiFi的频段与望远镜的工作频段有部分重合，工作人员只能通过网线进行有线上网，外来访客仍需严格遵守无线电管制措施。同学们对科研人员在艰苦条件下依然坚守岗位的精神表示由衷的敬佩。
同学们与13.7米望远镜合影留念
PART 3
天顶筒望远镜
参观完13.7米望远镜，靳老师带领同学们继续参观了国家授时中心天顶筒望远镜。这一望远镜由中国科学院国家授时中心建设运营，属于UT1监测网络的一部分（该观测网络由3个观测站组成，分别位于陕西洛南、云南丽江、青海德令哈）。采用牛顿反射式结构，用于精确测量UT1。UT1称为第1类世界时，它是民用时间UTC（世界协调时）的来源。UT1起源于平太阳时，在2000年，根据国际天文学界的决议，UT1成为完全反映地球自转角度的一种时标。由于地球自转速度并非恒定，UT1与走时速率恒定的原子时相比，会有细微的变化。因此，需要通过天文观测不断校准UT1。
天顶筒望远镜的工作原理是测量恒星在地球自转下经过天顶的时刻，从而精确计算UT1。当望远镜对准天顶时，不同的恒星会依次通过望远镜视场，望远镜记录它们准确的过境时刻，并将其与理论预期的过境时间进行对比。通过分析这些时间差异，科学家便可以推算出地球自转的实际速率，从而得出精确的UT1。恒星经过天顶时，其位置受大气折射等因素的影响最小，因此天顶观测能提供最为精确的时间数据。UT1的测量对于修正世界时、保持全球时间同步，以及支持天文导航和卫星通信至关重要。民用时间UTC（协调世界时）正是在UT1的基础上，由TAI（国际原子时）加上闰秒计算出来的，因此观测UT1对于保持全球时间系统的准确性具有重要意义。
同学们参观国家授时中心天顶筒望远镜
活动最后，实践团向观测站的老师们赠送了礼物——青年天文学会自主编写的科普读物《青天指南》。大家在观测站门口合影留念。至此，为期5天的暑期社会实践告一段落。同学们一路跋涉，穿越千里，跨越荒漠与高原，从东风航天城雄伟壮观的发射塔架，到冷湖镇夜空中闪烁的群星，再到德令哈观测站圆顶之下的大国重器，大家深刻体会到了祖国西部这片神奇土地上的科学力量。此行，我们见证了中国航天事业的腾飞，看到了中国天文学未来的无限可能。站在冷湖的荒野上，仰望那片即将成为亚洲天文学中心的星空，我们不仅是这片土地的探索者，更是未来中国天文学事业的建设者。肩负着探索宇宙、推动人类进步的伟大使命，我们将以青春的激情和智慧，为中国乃至世界的天文学事业贡献力量！
同学们在13.7米望远镜前合影留念
Per aspera ad astra.
（循此苦旅，以达繁星。）
文案：刘韫滕
排版：陈泽晖
图片：杜骏豪 赵鑫淼 丁恒宇 宋禹辰 刘韫滕
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