我国郭守敬望远镜多项关键技术实现国产化

今日新闻 2025年11月05日 04:17 2 aa

光明网讯（记者宋雅娟）11月3日，记者从中国科学院国家天文台获悉，截止2025年10月，国家天文台负责运行的国家重大科技基础设施LAMOST（郭守敬望远镜）累计发布光谱数达到2807万条，恒星参数1159万组，数据量稳居世界第一。LAMOST数据共享卓有成效，目前全球共计300个单位的1800多名用户利用LAMOST数据开展科学研究，下载数据量约17万GB，数据发布网站查询373万次。

LAMOST数据助力全球天文学家在银河系形成与演化，致密天体及系外行星等前瞻科学领域取得了一系列突破性进展。过去的一年间，依托LAMOST数据共发表论文417篇，其中《科学》封面文章1篇，《自然》子刊9篇，《科学》子刊1篇。再创历史新高。LAMOST科学产出正处于高产期，持续为人类探索宇宙贡献中国力量。

随着国际上新光谱巡天项目的建成和新技术的发展，LAMOST团队集中攻关，在新形势下持续挖掘LAMOST大规模巡天潜力，不断突破新的技术瓶颈，让多项关键技术从“依赖进口”变为“中国自主”。

特种光纤打破国外垄断，国产货将批量上岗

天文观测中，特种宽谱光纤是传递光信号的“关键导线”，对光谱透过率、稳定性要求极高。LAMOST的焦面装有4000个光纤定位单元，对应4000束特种宽谱光纤——正是依靠这套设计，望远镜才能一次获取4000个不同天体的光谱，实现大规模巡天。此前，这类核心光纤长期被国外企业垄断，不仅采购成本高，还存在供应风险。

为突破这一困境，LAMOST团队与国内光纤龙头企业长飞光纤光缆股份有限公司合作，以LAMOST为中试平台，联合研发出适配光学望远镜的国产天文特种宽谱光纤。目前，这款国产光纤已完成实验室测试和望远镜现场初步测试，即将进入量产阶段并投入使用，彻底打破国外垄断，填补了国内相关技术空白。

目前国内多家望远镜已跟进这一成果，陆续与长飞展开合作。随着合作推进，国产天文特种宽谱光纤的应用范围将持续扩大，未来有望在国内天文领域普及，并进一步走向国际市场。

光纤定位精度大提升，20米外“控制”发丝级位移

在大规模光纤光谱巡天中，光纤定位精度直接影响观测效率和数据质量。近年来，国际上最新的大规模光纤光谱巡天都采用了闭环的检测系统来实现对光纤的实时控制，相比之前的开环检测系统，闭环检测系统不仅提升了光纤运行的稳定性，而且提高了光纤定位精度和望远镜巡天效率。在国际竞争下，LAMOST光纤定位检测系统也实现了从开环到闭环技术突破。

新的光纤定位闭环检测系统可以在平均8分44秒内将97.7%以上的光纤定位在0.4角秒之内。新的光纤定位闭环检测系统相当于实现了在20米外可以控制LAMOST光纤单元走到大约2/3头发丝粗细的范围之内（人类发丝的粗细约为60微米），大大提升了光纤定位的精度。与之前的光纤定位开环检测系统相比，系统的平均效率提升了20%左右。

主动光学核心器件自主化，保障望远镜稳定运行

主动光学技术是LAMOST的“独门绝技”——它首创的“既拼接又变形”新型主动光学技术，是保障望远镜光学性能、顺利开展巡天和产出高质量科学成果的关键。此前，该技术体系中的波前传感器、力促动器、镜面支撑等器件已逐步实现国产化，但核心部件“位移促动器”却一直依赖进口。

随着使用年限增加，进口位移促动器逐渐暴露出性价比降低、超寿命运行、维护维修滞后等问题。而LAMOST的大镜面由多块小镜面拼接而成，需要大量高精度位移促动器调节镜面形态，一旦促动器出现故障，可能影响望远镜正常运行。

为此，LAMOST团队历经多年潜心研究和技术迭代，建成位移促动器研制与测试平台，成功研发出国产位移促动器。经测试，这款国产器件的性能指标不仅满足LAMOST的技术要求，还达到国际前沿水平。这一突破标志着LAMOST主动光学核心技术迈上新台阶，进一步提升了望远镜的巡天性能和观测可靠性。

左图为位移促动器在LAMOSTMA镜面上的分布，右图为位移促动器在LAMOSTMB镜面上的分布

自主研制的LAMOST位移促动器

除上述成果外，LAMOST的技术攻关还在多点突破：近红外光谱仪研制成功，跟踪与主动光学控制器实现国产化，MB子镜支撑系统样机试制完成……一系列关键技术的自主化，让这台“国之重器”的“中国芯”更强劲。

值得关注的是，LAMOST的技术突破并非局限于天文领域，更具有深远的战略价值。它不仅验证了中国在主动光学系统、光纤定位控制系统等领域的自主研发能力，还带动了国内高精度光学元件、精密机械制造、自主软件算法等相关产业链的发展，形成了“技术突破——产业联动——能力提升”的良性循环，为中国科技自立自强在基础研究装备领域树立了典范，也为后续更大口径、更高性能天文望远镜的研制积累了宝贵经验。

来源：光明网