在青海冷湖海拔4000米的賽什騰山上，一架特殊的望遠鏡正靜靜觀測著太陽。它不像傳統天文望遠鏡在夜間工作，而是在白天「直視」太陽，捕捉著一種肉眼看不見的光——中紅外光。
近日，國家重大科研儀器研製項目「用於太陽磁場精確測量的中紅外觀測系統」（簡稱AIMS望遠鏡）通過結題驗收，這架全球首台中紅外波段太陽磁場專用觀測設備實現了哪些突破？未來有何科學潛力與研究前景？
突破瓶頸：直接測量太陽磁場
太陽磁場與生活息息相關，強烈的太陽磁場活動會引發太陽耀斑，影響地球的通信導航、電網安全。百年來，科學家們只能通過可見光波段「間接推算」太陽磁場。
AIMS技術負責人、中國科學院國家天文台研究員王東光比喻：「以前太陽磁場測量在可見光波段，需要分幾步才能得到，這個過程會帶來很大誤差；AIMS在中紅外波段觀測，可以通過傅立葉光譜儀的太陽光譜直接獲得。」
王東光介紹，通過12.3微米中紅外波段觀測，利用超窄帶傅立葉光譜儀直接測量塞曼裂距，將磁場測量精度提升至優於10高斯量級，解決了太陽磁場測量百年歷史中的瓶頸問題。此外，AIMS望遠鏡的紅外光譜儀、成像終端及真空製冷系統等全部部件均為國產，體現了我國天文儀器的自主創新能力。
「這不僅是科研項目的成功，更是我國重大科研儀器研製能力的集中展示。」中國科學院國家天文台高級工程師馮志偉介紹，試觀測期間，團隊解決了雜散光干擾、探測器穩定性等難題，為後續大型天文設備在高海拔地區的建設提供了重要參考。
高原堅守：每個數據都來之不易
在海拔4000米的高原建設如此精密的光學設備，考驗的不僅是科學智慧，更是工程毅力。
2018年的冬天，當第一批科研人員踏上賽什騰山時，這裡還是一片荒原。沒有路，建塔材料全靠直升機吊運；沒有住所，科研人員棲身於集裝箱或簡易木屋；飲用水和食物需要人力背運上山。
「調試期間，我們常常連續四五天無法下山。」一位團隊成員回憶道，在零下20多攝氏度的嚴寒中，是同伴們的堅守讓荒山煥發生機。
2022年6月，當望遠鏡光學系統運抵冷湖後，原本在西安測試良好的設備光學質量突然下降。團隊花了兩個多月時間反覆排查，最終發現是低溫導致膠體收縮使鏡面變形。設備不得不運回西安改進，這一往返就是大半年。
更大的挑戰還在後面。傅立葉光譜儀的電信號放大倍率極高，即使在設計和實施中都採取了電磁屏蔽措施，望遠鏡仍對其產生了干擾信號。團隊歷經20餘個日夜，通過多層濾波、隔離和嚴格接地，終於在2023年7月15日首次成功接收到太陽光譜。
「那一刻，所有的疲憊都化為了喜悅。」馮志偉說，這一被團隊稱為「初光」的時刻，標誌著中國在中紅外太陽觀測領域實現了新跨越。
展望未來：讓空間天氣預報更精準
隨著AIMS望遠鏡正式轉入科學產出階段，帶來的不僅是基礎研究的成果，更有廣闊的應用前景。
通過對太陽磁場的精確觀測，為揭示太陽劇烈爆發中物質與能量轉移機制、研究磁能積累與釋放提供了新的數據支持。這將大幅提升對太陽劇烈爆發的預測能力，為空間天氣預報提供更精準的科學依據。
「就像氣象預報一樣，未來人類需要提前數天預測強烈的太陽活動，為衛星運行、電網調度提供預警。對太陽磁場的深入理解是實現精準預報的物理基礎。」AIMS課題負責人、中國科學院國家天文台研究員鄧元勇表示，AIMS望遠鏡的建成填補了國際中紅外太陽磁場觀測的空白。
科學史上，每一次觀測技術的突破都帶來對宇宙認知的更新。AIMS望遠鏡的建成和使用，正是科學裝置從探索宇宙奧秘到服務社會的一個縮影。在這架觀測太陽的望遠鏡背後，人們看到的不僅是中國科學事業的進步，更是一代代科研工作者仰望星空、腳踏實地的不懈奮鬥。（記者胡喆、陳傑）
