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| 首 页 > 学生 > 学生作文 > 七上作文 > 【第四单元.语文活动】“观察月亮运行情况，参观天文台或天文馆”指导 | 人气指数:[ 3784 ] |
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| 1 | 【第四单元.语文活动】“观察月亮运行情况，参观天文台或天文馆”指导 | |
| 语文活动：观察月亮运行情况，参观天文台或天文馆 1、细看下面的月球运行图（最好观测一段时间的月球运行，与下面的运行图对照），想一想：这些图各指哪一运行阶段的月球形状？现在一般使用什么名称？我国古代分别用哪个字来命名哪两个重要阶段？ （思考：观察月球运行后，你有什么体会？） 2、有条件的可参观天文台或天文馆，向专业人员了解人类观测天体的历史，了解有哪些著名的天文学家及常见的天文观测仪器和天文现象等，并观看关于月球的录像资料。 （思考：为什么天文台大多建在山顶上？为什么天文台观测室大多为圆顶？通过这次参观，你对月球有什么新的认识？） 【相关知识阅读】 在农历的每月初一，当月亮运行到太阳与地球之间的时候，月亮以它黑暗的一面对着地球，并且与太阳同升同没，人们无法看到它。这时的月相叫“新月”或“朔”。 新月过后，月亮渐渐移出地球与太阳之间的区域，这时我们开始看到月亮被阳光照亮的一小部分，形如弯弯的娥眉，所以这时的月相叫“娥眉月”。这种“娥眉月”只能在傍晚的西方天空中看到。 到了农历初八左右，从地球上看，月亮已移到太阳以东90°角。这时我们可以看到月亮西边明亮的半面，这时的月相叫“上弦”。上弦月只能在前半夜看到，半夜时分便没入西方。 上弦过后，月亮一天天变得丰满起来，我们可以看见月亮明亮半球的大部分，这时的月相叫“凸月”。 到了农历十五、十六时，月亮在天球上运行到太阳的正对面，日、月相距180°，即地球位于太阳和月亮之间 ，从地球上看去，月亮的整个光亮面对着地球，这时的月相叫“望月”或“满月”。黄昏时满月由东边升起，黎明时向西边沉落。 满月过后，随着日、月位置逐渐靠近，月亮日渐“消瘦”起来。它依次经历凸月、下弦月和娥眉月几个阶段，最后，又重新回到新月的位置。我国习惯上把下半月的“娥眉月”称为“残月”。 上弦月和下弦月，娥眉月和残月的相貌差不多，但它们出现的时间、位置及亮面的朝向是不同的。娥眉月和上弦月分别出现在傍晚和前半夜的西边天空，它们的“脸”是朝西的，即西半边亮；残月和下弦月分别出现 在黎明和后半夜的东边天空，它们的“脸”是朝东的，即东半边亮。由于我国农历日期是根据月相排定的，所以我国古代的劳动人民有时靠它来判断农历日期及夜间的大致时间。 月亮从新月位置到再次回到新月位置所需时间平均为29.53天,也就是说，月相的更替变化周期平均为29.53天，称为一个“朔望月”。 |
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| 作者:pantao 2011/8/1 21:03:27 打印 回复 短信 | ||
| 2 | 【第四单元.语文活动】“观察月亮运行情况，参观天文台或天文馆”指导 | |
| 【参观游记】 观察室内看月球 我从来没有见过像这样的房间，摆满了最令人吃惊的仪器。一排排的图表和控制面板。对我来说在这里第一次看到的每一部奇怪机器都装备好自己的大型控制台。六台机器已经开动，陪我们来的六位男性马上就位操作六台以上的机器。但仍然有些没有被照顾到。我注意到其中四个人的左肩上有某种徽章。 站在我最近的女性飞行员告诉我：“所有这些仪器的操作者就是你们叫的高级科学家。4个人的肩章表明他们的土星人。” 就像其他情况那样，图表闪烁着彩色灯光，有很多类型的线条和图形，没有与地球相似的刻度盘或者计量器。尽管我已经见过一定数量的图表了，但它们对我来说仍然很神秘。 “这是我们测试地球周围大气密度的地方，”女性飞行员继续说，“或者说测试任何星球或者我们接近的实体。我们小心地研究每个实体周围大气的元素组合，就像研究外太空元素组成那样。虽然这些都处于恒定的变化，但是根据宇宙法则，其中有有一个变化的行为模式。这引起了特定组合，保持得比其他地方更长时间。在观察宇宙活动的过程中，我们有能力探测到任何新类太空实体的构成并判断它的成长速度。 我太吃惊了，我很乐意留在这个房间，观察并理解这些仪器的工作——有一些机器很像我们的大型电视机——我希望这能给予我关于显示出来的改变模式的理解。 但飞行员说：“现在我们将到其他你想去的地方。” 她带领我穿过大实验室，Firkon，Zuhl和女士们紧随其后。这里我们开始攀上一个扩展了船舰宽度的装料斜台。我们继而又走上另一个斜台，通往一个大房。 新鲜事总是层出不穷。每走一步都带来新的奇迹，我开始害怕连一半所见所闻都记不下。但我的朋友确保当我开始写作的时候，他们会帮我回忆晚上事情每一个细节的精确图景。我怀疑有没有很多人一个晚上会遇到这么多惊奇的事物，美人，富教育性的见闻和对话。 现在，我非常兴奋。我看见12个小磁盘排成两行在船的两边。我马上猜这些是记录磁盘，或者小型远程操控装置，从母舰发送出去作近距离观察。它们直径约3尺，有光泽，质感顺滑，外形有点像两个浅盘子，或者轮毂盖。颠倒过来在边缘处缝合，这样中心位置就有几寸的厚度。我了解到，这些圆盘大小不同，直径由10寸到12寸，取决于携带设备的数量。正如我在其他地方说过，它们包含高度灵敏器件，不只能导引每艘小飞碟准确地在它的航道上飞行，也能把发生在观察区域的每种振动的全部信息传送回母舰。 振动包括广义的与声音，无线电，光有关的波的场域——甚至包括思想波。所有这些都能通过专门负责记录和分析的船舰进行监测。技术上，这些小磁盘可能是我曾经见过的太阳系内最出色的工程设计了。除了我说过的功能外，如果失去控制或者坠落对地球构成危险，它们能自己分解。如果会威胁到地上的人员财产，就会自爆或者缓慢地分解。这些小太空玩意在房间每边的桌面上排列着，放在某种凹槽上。每张磁盘后面的墙上都有一个开口，好像是出口或者活板门，足够大让它们通过。无论如何，我们进去的时候所有开口都是关闭的。 我的视线离开它们，又周围地看了一下。我注意到飞碟出口通道的轨道和轨道底座往下穿过这个房间远端的屋顶，继续向下伸到地板。又看回这些磁盘，我观察到一块长长的控制面板位于安放它们的桌子的前方部分。 当我们走进里面，看不见有座位，但当六个女士来到控制面板前，小板凳那样的东西静静地从地板下升起，可能是通过脚踏开关控制。 这些控制面板与我所见过的有些不同，我无法确定那些小按钮是不是嵌在面板上，或者它们通过风琴那样的按键来操作。一坐下，女士们就快速地工作，她们灵敏的手指在仪器上敲打，她们把指令和飞行数据输入到候命的磁盘上。我记得那就像六个女士在做哑剧，一首无声的协奏曲。过程实在太吸引了，看着一张磁盘如何接收全部的“指令”，然后其中一个活门会打开，磁盘平稳地滑到孔口处，通过气闸等待着飞出外太空执行任务。 Zulh与Firkon和我在一起，我问这些磁盘要去哪里，他说：“我们回到实验室，那里就能在仪表面板上跟踪它们的去向。” 在我们回去的路上，他提到这艘母舰在航行中，但没有透露我们的终点。我感觉不到有任何移动，或者听到其他的声音。 回到实验室，所有男士仍然在操作他们面前的仪器。我看到其中一个屏幕上变化着线形图案，消失，又以新的形态出现。这些线条后来又被圆点和长的破折号代替，它们快速组成不同的几何图形。同时，其他屏幕上显示不同强度的颜色，一些是闪光一些是波。屏幕上不时会组成图形。这些也是快速地变化着大小和形状。每样事物对我来说都很神秘。 “他们用仪器来记录屏幕上的状况，”土星飞行员解释道，“所有这些随后会转成有教育意义的档案。” 好奇心驱使我问到，看着磁盘离开母舰，它们会有什么遭遇。 飞行员解释，“这些磁盘现在盘旋在地球上某个有人居住的地点，记录着这些地点发出的声音。这些情况在你所见的屏幕上以线条，点和破折号展示。其他机器在汇编这些信息，解析并通过有意义的标志制成图像，与原始声音一起显示出来。 很明显，在Zuhl进一步解释后我也不太能理解，“宇宙万物有着自己特有的模式。比如，如果有人说出‘房子’这个词，一幅住所模样的心智图像就会出现在他的思维里。很多事物，包括人类的情绪，都是这样。” “通过这些机器，我们甚至能知道你们人类在想什么，或者他们是否对我们有敌意。如果有一些刺耳的，令人恐惧的词语，或者思想，这些都会以那个方式来形成图像，我们的记录器会精确地记下来。同样，我们知道你们当中谁是友好和善于接纳的人。整个宇宙每样事物都有“振动”，正如你们地球人所称，或者说“频率”。通过这些频率或者振动，我们学习其他世界的语言。 在他解释时，我看到屏幕上千变万化的模式。我觉得所有图形看起来相对简单，想知道为何我们地球的科学家很久以前没有发现相同的程序。正当我这么想，还没有说出口，我的朋友回答，“一定程度上他们发现了。这跟你们的录像带或者其他记录形式没有太大不同。原理是一样的，我们只是更深入地应用。我们不止停留在记录声音频率上，我们现在能翻译它们，变成图像。你们在电视娱乐上已小规模地使用这个原理。但我们这种，你们仍然受到有限知识的约束。” 在他向我解释的时候，他专心地看着很多屏幕。当他做完解释，他建议我们回到磁盘房间看看这些小信使的回归。 我们刚来到，同样两个活门，看起来像飞船墙上的大舷窗，各自打开接收小磁盘。它们回到原位就好像被无形之手静静地放回去。 我没有时间对现在发生的奇观进行反应，因为Zuhl小声地说，“用心看着！每边的另一张磁盘正在被发送出去——这次是用作一个不同的目的。我们在你们的大气层形成电弧，当这些磁盘飞出去，我们就回到实验室，你会看到它们是如何工作。” 我看到前两张磁盘旁边的活门很快在它们后面打开。队列后面另外两扇门也打开了，房间每边都有一扇。女操作员继续在仪器面板上弹奏着敏捷而无声的诙谐曲。 随着第二组磁盘离开船舰，我们三个人回到大实验室。头一次，我发现其他两个屏幕在工作。分成几个截面。Zuhl解释，“这里显示很多大气条件。”在一个截面上我看见大气的运动，其速度和稠度，随着信号标志越过屏幕，被其他仪器记录着。大气的电荷或者磁力似乎向相反方向运动，这个信息在这个屏幕的另一个截面上看见，大气气体的组成是分开的，在这里我能看到其组成不断地飞速改变。不同的大气压强和很多其他我们科学家完全不清楚的条件状况，在这里醒目标注。这些状况在屏幕上再现，同时被其他仪器记录下来作永久保存，留为其他世界的居民研究。 几分钟后那些磁盘就回来了，我被告知它们采集到我们的大气样本。之后将会提取和研究。 “磁盘的用途就是这样，”Zulh告诉我，“我们首先警觉到你们大气层边缘的不正常状况——随着地球上每个原子弹或者氢弹爆炸，这个状态不断增强。因为这些仪器一直都在运作，它们告诉我们在太空穿梭时会遇上什么。” 在我们站在实验室谈话时，我的注意力落到一个特别的屏幕上。“你看那里，”他说，“你们称作‘太空碎片’的视觉影像。这些都被两个磁盘反射回来。 看着这些小小的物质粒子在屏幕上运动令人着迷。那里有一种恒定的漩涡运动。有时细小的物质好像压缩成固体的外表，又消失并回复成不可见的粒子。偶然地，这些形态变得非常稀薄和微小，它们几乎已经变为纯的气体。某程度上，这使我想起小白云突然形成在晴朗天空上，或者扩展得更大，然后很快又消失于无形。这是我最好的类比来描述我在这些屏幕上看到的微粒运动。 然而，在粒子构成的每个形态中，一些能量似乎看得见，固态，然后马上又通过爆炸或者突然的瓦解而消散，很明显在屏幕上看得见。其他的仪器记录着强度和成份。有时这些增加物以很大的强度成形，接着“爆炸”又是同样地猛烈。有几次它们又很温和，几乎无法探测出来。但循环是不停歇的；旋转能量，凝固，分解；一种能量的永恒运动和细小微粒都在寻求组合或者与其他空间粒子互动。我用“能量”这个词，因为我想不到其他字眼来描述我的观察。其中似乎有着巨大的力量，我注意到当它们聚集成薄片状或者云雾状的形态时，似乎打扰了空间附近的其他东西。 我相信我见证的正是遍及太空的能量，行星，太阳，银河系由此形成；同样的能量是宇宙里所有运动和生命的支持者和维持者。 当我有了这个感悟，我似乎无法承受其中极大意味。Zuhl觉察到我内心的迷惑，肯定地笑着对我说，“是的，我们的飞船就是用同样的能量推进。” 我又观察着屏幕一段时间，充满了惊讶。然后我的同伴把我的注意力拉回磁盘上。“这些小飞碟经常能在太空看见，有时在地球的低空上。在晚上它们是发光的。它们飞越地球，记录从星球上发出的各种波——波就像其他事物那样，不断地运动，波长和强度持续地变化。无论何时，可能的话这些复杂灵敏的小机器都会回到它们的母舰上，但有时因为各种原因，会断开连接并且失控坠落地面。这种紧急情况就要马上采取行动。在母舰的每一边，就是磁盘发射出口下面，是一个磁力射线发射器。当一个磁碟失控，一束光线会发射使之瓦解。这类情况在你们天空的一些神秘爆炸中占一定比例，这不能归咎于火炮，喷射机或者雷暴。另一方面，如果一架磁碟在星球表面失控，而爆炸可能会造成损伤的话，它会被允许降落地面，然后一束较柔和光线发射到它上面。这会导致金属缓慢地分解而不会爆炸。首先它会变软，然后变成果冻状，然后变成液态，最后变为游离状态就像气体那样。不留下残骸。这种事后处理，在磁碟分解的过程中不会危及到其他人或物。唯一的危害就是如果，意外地，有个人看见它掉下来，在光线照在上面的时候触摸了它。” 当土星人描述磁射线，我想到这是多么好的一个防卫装置，用来对付任何人或者任何企图攻击他们飞船的物体。 接收到我的想法，他回答，“是的，完全可以使用这些机器对付人，或者其他形式的东西，包括星球。但我们从未这么做，我们也不会这么使用它。如果我们这样做，那我们比地球人类又能好到哪里呢。” “我们的防卫措施，在你们的飞机追赶时已经展示过很多次，我们能够逃跑的速度比你眼睛的感知更快。而且，我们能提高一艘飞船在活动区域的频率，使它隐形。要不是我们自己警觉，你们的飞机就会盲目地撞上我们的船。如果我们允许你飞得这么近，当两者碰撞，你会发现我们的飞船就像低频率时那么坚固。这种冲击力能毁灭你，但对我们来说毫发无伤。 “从你告诉我的东西看来，”我说，“我知道即使是你们设计完美的飞船也会有意外。” “是的，”他回答。“这种情况下，如果在外太空，倘若无法救援的话我们就弃船。必要时，飞船能分解变回太空原始成份。每艘大型母舰装备有小型紧急飞船，上面有足够物资所必要器材用来与太空其他船舰取得联系，或者跟一个星球联络。然而，如果这样的意外发生在星球的近地面，那我们就像你们的飞机那样坠落。” 我马上问，“那船上的人都死了？” “是的，”他回答，“但出于我们的理解，我们不害怕你们观念上的死亡。我们每个人把自己理解为智能而不是肉体。所以，通过再生，我们会有一个新的身体。 “另外，因为我们的理解，我们从来不会故意伤害其他以用身体表达智能的人。然而，如果我们无意地因为意外造成死亡，那么我们也不需负责，因为这不是我们自己的意愿。” 这些设备在我们站着谈话时继续工作。我看着屏幕闪烁，想知道还有没有更多不同的，我还没见过的机器。 Zulh回答了我的想法，“是的，在另一个位于磁盘储存间和飞行员活动区之间大房间里有更多的机器，当我们在行星间飞行时就要运作。 在参观实验室和磁盘室期间，我完全不知道过了多少时间。我不知道我们是停留在地球大气层还是在太空中快速穿梭，虽然我一直看着屏幕，但我看不懂它们是干什么。土星飞行员说：“我们现在离月球不远。” 听到这我很兴奋，想知道是不是要登陆那里。 “不是，”他说，“这次不去月球。我们想你自己看一下你们一直在猜测的月球是什么样的。月球有空气，正如你通过我的仪器看到的，现在我们飞得够近可以记录这些状况。大气不是观察另一个实体的天然障碍，我们有时也听到地球人这么说。从你们的星球看，你看不到月球上漂着的稠密云团，你们的科学家有时会观察到他们称作“大气温和运动”，特别是在这些山谷的口袋处，你们叫做“环形山”的地方。实际上，他们看见的是云的影子在运动。 你从地球上看到的月球的那一边，没有太多机会向你展示它真实的云彩，很少有密云。同时在月球边缘以外，那个区域叫做温和区，你从我们的仪器上看出那里有更厚重的云在形成，运动和消失，就好像地球上那样。 “你从地球上看见的月球那一面，可比得上地球上的沙漠。正如你们的科学家说，那里很热，但它的温度不如他们认为的那么极端。同时你们看不见的那一面要冷一些，但也不像他们认为的那么冷。作为人类学习但不去质疑那些知识的局限性，而又从中接受这些(知识的)陈述，这是很奇怪的。 “有一条美丽的带状地区在月球中央附近，那里植被，树木和动物繁衍生息，人们生活舒适。即使地球人也能在月球那个地区生活，因为人类身体是宇宙中最具适应能力的机器。 “人类多次实现了那些‘不可能’的事情。人类的想象力没有什么是不能实现的。但回到月球，在太空中的任何实体，不论是热还是冷，都必须有某种大气层，正如你们所称，或者说允许生命活动的气体。但是你们的科学家，在主张月球没有大气的同时，确实又承认球体既热又冷！月球没有像地球或者我们星球那样的大气，因为它比两者都要小。尽管如此，大气层仍然是存在的。 “或许我举例再解释一下我的观点，”土星人说。“比方说地球大海中间有一个隔离的小岛。眼见所及没有其他大陆，但人们还是能生活在这个小岛上，正如在‘大陆’上生活那样。太空里的星球就像小岛。有些大有些小，但所有星球都有一个大气层包围和支持，同样的力量赋予它们生命。 “你们很多科学家都说月球是一个死物。如果这是真的，根据你们对这个词的解释，月球是死物，那么它很久以前就应该分解消失在太空里。不是的。月球是活的，支持着包括人类在内的生命。我们自己在月球那边就有一个大型实验室，在地球视野的外面，就是球体温和与较冷的区域那里。” 我问飞船能不能飞近一点，以便我可以用肉眼看看我们的卫星表面。 他笑着回答，“这是不必要的。过来用这个仪器，我们就能把月球拉近到一个跟我们很短的距离，你就能清楚地看到，就好像你走在月球上那样。” 我问我们现在离月球多远，他说，“大约4万英里。” 我很希望我们能环绕月球，这样我就能看看它的另一边温和区了。同时我意识到那里可能有些东西不想让我看见。土星飞行员给这个想法一个肯定的回答。 “我们必须用已经揭露的信息来测试一下你。我们认识到人类的弱点，即使是那些有极大意愿做好事的人。我们必须很小心不能增加地球的破坏。” 观察月球仪器调整到近距离上，我很惊奇地发现关于我们最近的邻居的观点上，我们完全错误。很多环形山实际上是大型山谷，围绕着崎岖的高山，那些山脉是由月球内部巨大的剧变隆起而成的。 我看到明确的迹象，在我们从地球上看到的这一面，一度存在过大量的水。Zulh说，“另一面仍然有丰富的水，就正如很多水其实埋藏在这一边的山脉之下。”然后他向我指出，在山脉的侧面，围绕环形山的地方，有着清楚的古代流水线的痕迹。 确实，有些环形山是由撞击月球表面的陨石造成，但每一个这样的环形山都显示明确的漏斗底部。我研究着眼前被放大的月球表面的屏幕，注意到地面上很深的凹槽和一些嵌入的岩石，这只能是过去一次大量的水源流出造成的。这些地方仍然生长着一些小植被。表面一些部分看起来是细小和粉状的，同时其他部分好像是由更大的颗粒，像粗砂或者细砾石组成。就在我观察的时候，一只小动物穿过我观察的地区。我看见它是四脚和有毛的，但它的速度太快使我无法确定那是什么。这一点点的见闻对我来说很陌生，因为多年来我一直这样思考和谈论得的太多了。 土星人似乎知道我的想法，他说这是他们决定让我近距离看月球的部分原因。他承诺迟些时候，他们会让我看看月球的另一面。“同样地，”他补充说，“不会跟你想象的方式有太大不同。” 正当他作出这个承诺，显示月球的屏幕变成空白。其他屏幕继续在运作。 Zuhl让我再次去到磁盘室，但我们到达前女士们就走出来见到我们。从升降机跟我们一起下来的六位男士从他们的座位上站起，土星飞行员建议我们回到休息室。 |
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| 作者:裴老师 2013/6/26 20:21:23 打印 回复 短信 | ||
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| 【参考资料】 一、古代著名天文学家 羲和，中国远古时代天文历法学家。 甘德，战国时代天文学家。 石申，战国时期魏国天文学家。 贾逵（30～101），东汉时天文学家、经济学家。 张衡（78～139），东汉时期伟大的天文学家。 刘洪，东汉末天文学家。 何承天（370～447），南北朝时代天文学家。 祖冲之（429～500），南北朝时期杰出的数学家、天文学家。 刘焯（544～610），隋朝天文学家。 李淳风（602～670），唐代初期天文学家、数学家。 一行（本名张燧，683～727），唐代著名天文学家和佛学家。 曹士为（生卒年不详），历法家，活动于唐德宗建中年间。 梁令瓒（），唐代天文仪器制造家。 苏颂（1020～1101），宋代天文学家、数学家。 杨忠辅（生卒年不祥），宋代天文学家。 郭守敬（1231～1316），元代天文学家。 王恂（1235～1281），元代天文学家、数学家。 邢云路（），明代天文学家。 徐光启（1562～1633），明末杰出科学家、天文学家。 薛凤祚（1600～1680），明末清初数学家、天文学家。 王锡阐（1628～1682），明清之际民间天文学家。 梅文鼎（1633～1721），清代天文学家、数学家。 李善兰（1811～1882），清代天文学家、数学家。 二、中国近现代著名天文学家 高鲁（1877～1947），现代天文学家，中国天文学会创始人，参与紫金山天文台选址； 余青松（1892～1978），现代天文学家、紫金山天文台创建人； 张云（1897～1958），现代天文学家； 李珩（1898～1989），现代天文学家；中国科学院上海天文台首任台长,名誉台长。 陈遵妫（1901～？），现代天文学家； 张钰哲（1902～1986），现代天文学家；中国科学院紫金山天文台首任台长。 程茂兰（1905～1978），现代天文学家；中国科学院北京天文台首任台长。 戴文赛（1911～1979），现代天文学家；著名天文教育学家，南京大学首任系主任。 黄授书（1915～1977），美籍华人，天体物理学家； 林家翘（1916～ ），美籍华人，现代天文学家、物理学家、数学家，星系密度波理论创始人之一。 王绶馆（1923～ ），现代天文学家，中国射电天文学开创者之一，中国科学院北京天文台第二任台长。 叶叔华（1927～ ），现代天文学家，中国天文地球动力学开创者之一，中国科学院上海天文台第二任台长。 |
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| 作者:裴老师 2013/6/26 20:25:10 打印 回复 短信 | ||
| 4 | 【第四单元.语文活动】“观察月亮运行情况，参观天文台或天文馆”指导 | |
| 天文观测仪器：天文望远镜 天文望远镜发展史 天文望远镜是观测天体的重要手段，可以毫不夸大地说，没有望远镜的诞生和发展，就没有现代天文学。随着望远镜在各方面性能的改进和提高，天文学也正经历着巨大的飞跃，迅速推进着人类对宇宙的认识。 从第一架光学望远镜到射电望远镜诞生的三百多年中，光学望远镜一直是天文观测最重要的工具，下面就对光学望远镜的发展作一个简单的介绍。 折射式望远镜 1608年，荷兰眼镜商人李波尔赛偶然发现用两块镜片可以看清远处的景物，受此启发，他制造了人类历史第一架望远镜。 1609年，伽利略制作了一架口径4.2厘米，长约1.2米的望远镜。他是用平凸透镜作为物镜，凹透镜作为目镜，这种光学系统称为伽利略式望远镜。伽利略用这架望远镜指向天空，得到了一系列的重要发现，天文学从此进入了望远镜时代。 1611年，德国天文学家开普勒用两片双凸透镜分别作为物镜和目镜，使放大倍数有了明显的提高，以后人们将这种光学系统称为开普勒式望远镜。现在人们用的折射式望远镜还是这两种形式，天文望远镜是采用开普勒式。 需要指出的是，由于当时的望远镜采用单个透镜作为物镜，存在严重的色差，为了获得好的观测效果，需要用曲率非常小的透镜，这势必会造成镜身的加长。所以在很长的一段时间内，天文学家一直在梦想制作更长的望远镜，许多尝试均以失败告终。 1757年，杜隆通过研究玻璃和水的折射和色散，建立了消色差透镜的理论基础，并用冕牌玻璃和火石玻璃制造了消色差透镜。从此，消色差折射望远镜完全取代了长镜身望远镜。但是，由于技术方面的限制，很难铸造较大的火石玻璃，在消色差望远镜的初期，最多只能磨制出10厘米的透镜。 十九世纪末，随着制造技术的提高，制造较大口径的折射望远镜成为可能，随之就出现了一个制造大口径折射望远镜的高潮。世界上现有的8架70厘米以上的折射望远镜有7架是在1885年到1897年期间建成的，其中最有代表性的是1897年建成的口径102厘米的叶凯士望远镜和1886年建成的口径91厘米的里克望远镜。 折射望远镜的优点是焦距长，底片比例尺大，对镜筒弯曲不敏感，最适合于做天体测量方面的工作。但是它总是有残余的色差，同时对紫外、红外波段的辐射吸收很厉害。而巨大的光学玻璃浇制也十分困难，到1897年叶凯士望远镜建成，折射望远镜的发展达到了顶点，此后的这一百年中再也没有更大的折射望远镜出现。这主要是因为从技术上无法铸造出大块完美无缺的玻璃做透镜，并且，由于重力使大尺寸透镜的变形会非常明显，因而丧失明锐的焦点。 反射式望远镜： 第一架反射式望远镜诞生于1668年。牛顿经过多次磨制非球面的透镜均告失败后，决定采用球面反射镜作为主镜。他用2.5厘米直径的金属，磨制成一块凹面反射镜，并在主镜的焦点前面放置了一个与主镜成45o角的反射镜，使经主镜反射后的会聚光经反射镜以90o角反射出镜筒后到达目镜。这种系统称为牛顿式反射望远镜。它的球面镜虽然会产生一定的象差，但用反射镜代替折射镜却是一个巨大的成功。 詹姆斯·格雷戈里在1663年提出一种方案：利用一面主镜，一面副镜，它们均为凹面镜，副镜置于主镜的焦点之外，并在主镜的中央留有小孔，使光线经主镜和副镜两次反射后从小孔中射出，到达目镜。这种设计的目的是要同时消除球差和色差，这就需要一个抛物面的主镜和一个椭球面的副镜，这在理论上是正确的，但当时的制造水平却无法达到这种要求，所以格雷戈里无法得到对他有用的镜子。 1672年，法国人卡塞格林提出了反射式望远镜的第三种设计方案，结构与格雷戈里望远镜相似，不同的是副镜提前到主镜焦点之前，并为凸面镜，这就是现在最常用的卡赛格林式反射望远镜。这样使经副镜镜反射的光稍有些发散，降低了放大率，但是它消除了球差，这样制作望远镜还可以使焦距很短。 卡塞格林式望远镜的主镜和副镜可以有多种不同的形式，光学性能也有所差异。由于卡塞格林式望远镜焦距长而镜身短，放大倍率也大，所得图象清晰；既有卡塞格林焦点，可用来研究小视场内的天体，又可配置牛顿焦点，用以拍摄大面积的天体。因此，卡塞格林式望远镜得到了非常广泛的应用。 赫歇尔是制作反射式望远镜的大师，他早年为音乐师，因为爱好天文，从1773年开始磨制望远镜，一生中制作的望远镜达数百架。赫歇尔制作的望远镜是把物镜斜放在镜筒中，它使平行光经反射后汇聚于镜筒的一侧。 在反射式望远镜发明后的近200年中，反射材料一直是其发展的障碍：铸镜用的青铜易于腐蚀，不得不定期抛光，需要耗费大量财力和时间，而耐腐蚀性好的金属，比青铜密度高且十分昂贵。1856年德国化学家尤斯图斯·冯·利比希研究出一种方法，能在玻璃上涂一薄层银，经轻轻的抛光后，可以高效率地反射光。这样，就使得制造更好、更大的反射式望远镜成为可能。 1918年末，口径为254厘米的胡克望远镜投入使用，这是由海尔主持建造的。天文学家用这架望远镜第一次揭示了银河系的真实大小和我们在其中所处的位置，更为重要的是，哈勃的宇宙膨胀理论就是用胡克望远镜观测的结果。 二十世纪二、三十年代，胡克望远镜的成功激发了天文学家建造更大反射式望远镜的热情。1948年，美国建造了口径为508厘米望远镜，为了纪念卓越的望远镜制造大师海尔，将它命名为海尔望远镜。从设计到制造完成海尔望远镜经历了二十多年，尽管它比胡克望远镜看得更远，分辨能力更强，但它并没有使人类对宇宙的有更新的认识。正如阿西摩夫所说："海尔望远镜（1948年）就象半个世纪以前的叶凯士望远镜（1897年）一样，似乎预兆着一种特定类型的望远镜已经快发展到它的尽头了"。在1976 年前苏联建造了一架600厘米的望远镜，但它发挥的作用还不如海尔望远镜，这也印证了阿西摩夫所说的话。 反射式望远镜有许多优点，比如：没有色差，能在广泛的可见光范围内记录天体发出的信息，且相对于折射望远镜比较容易制作。但由于它也存在固有的不足：如口径越大，视场越小，物镜需要定期镀膜等。 折反射式望远镜： 折反射式望远镜最早出现于1814年。1931年，德国光学家施密特用一块别具一格的接近于平行板的非球面薄透镜作为改正镜，与球面反射镜配合，制成了可以消除球差和轴外象差的施密特式折反射望远镜，这种望远镜光力强、视场大、象差小，适合于拍摄大面积的天区照片，尤其是对暗弱星云的拍照效果非常突出。施密特望远镜已经成了天文观测的重要工具。 1940年马克苏托夫用一个弯月形状透镜作为改正透镜，制造出另一种类型的折反射望远镜，它的两个表面是两个曲率不同的球面，相差不大，但曲率和厚度都很大。它的所有表面均为球面，比施密特式望远镜的改正板容易磨制，镜筒也比较短，但视场比施密特式望远镜小，对玻璃的要求也高一些。 由于折反射式望远镜能兼顾折射和反射两种望远镜的优点，非常适合业余的天文观测和天文摄影，并且得到了广大天文爱好者的喜爱。 望远镜的集光能力随着口径的增大而增强，望远镜的集光能力越强，就能够看到更暗更远的天体，这其实就是能够看到了更早期的宇宙。天体物理的发展需要更大口径的望远镜。 但是，随着望远镜口径的增大，一系列的技术问题接踵而来。海尔望远镜的镜头自重达14.5吨，可动部分的重量为530吨，而6米镜更是重达800吨。望远镜的自重引起的镜头变形相当可观，温度的不均匀使镜面产生畸变也影响了成象质量。从制造方面看，传统方法制造望远镜的费用几乎与口径的平方或立方成正比，所以制造更大口径的望远镜必须另辟新径。 自七十年代以来，在望远镜的制造方面发展了许多新技术，涉及光学、力学、计算机、自动控制和精密机械等领域。这些技术使望远镜的制造突破了镜面口径的局限，并且降低造价和简化望远镜结构。特别是主动光学技术的出现和应用，使望远镜的设计思想有了一个飞跃。 从八十年代开始，国际上掀起了制造新一代大型望远镜的热潮。其中，欧洲南方天文台的VLT，美、英、加合作的GEMINI，日本的SUBARU的主镜采用了薄镜面；美国的Keck I、Keck II和HET望远镜的主镜采用了拼接技术。 优秀的传统望远镜卡塞格林焦点在最好的工作状态下，可以将80%的几何光能集中在0″.6范围内，而采用新技术制造的新一代大型望远镜可保持80％的光能集中在0″.2~0″.4，甚至更好。 下面对几个有代表性的大型望远镜分别作一些介绍： 凯克望远镜（Keck I，Keck II） Keck I 和Keck II分别在1991年和1996年建成，这是当前世界上已投入工作的最大口径的光学望远镜，因其经费主要由企业家凯克（Keck W M）捐赠（Keck I 为9400万美元，Keck II为7460万美元）而命名。这两台完全相同的望远镜都放置在夏威夷的莫纳克亚，将它们放在一起是为了做干涉观测。 它们的口径都是10米，由36块六角镜面拼接组成，每块镜面口径均为1.8米，而厚度仅为10厘米，通过主动光学支撑系统，使镜面保持极高的精度。焦面设备有三个：近红外照相机、高分辨率CCD探测器和高色散光谱仪。 "象Keck这样的大望远镜，可以让我们沿着时间的长河，探寻宇宙的起源，Keck更是可以让我们看到宇宙最初诞生的时刻"。 欧洲南方天文台甚大望远镜（VLT） 欧洲南方天文台自1986年开始研制由4台8米口径望远镜组成一台等效口径为16米的光学望远镜。这4台8米望远镜排列在一条直线上，它们均为RC光学系统，焦比是F/2，采用地平装置，主镜采用主动光学系统支撑，指向精度为1″，跟踪精度为0.05″，镜筒重量为100吨，叉臂重量不到120吨。这4台望远镜可以组成一个干涉阵，做两两干涉观测，也可以单独使用每一台望远镜。 现在已完成了其中的两台，预计于2000年可全部完成。 双子望远镜（GEMINI） 双子望远镜是以美国为主的一项国际设备（其中，美国占50％，英国占25％，加拿大占15％，智利占5％，阿根廷占2.5%，巴西占2.5%）,由美国大学天文联盟（AURA）负责实施。它由两个8米望远镜组成，一个放在北半球，一个放在南半球，以进行全天系统观测。其主镜采用主动光学控制，副镜作倾斜镜快速改正，还将通过自适应光学系统使红外区接近衍射极限。 该工程于1993年9月开始启动，第一台在1998年7月在夏威夷开光，第二台于2000年9月在智利赛拉帕琼台址开光，整个系统预计在2001年验收后正式投入使用。 昴星团（日本）8米望远镜（SUBARU） 这是一台8米口径的光学/红外望远镜。它有三个特点：一是镜面薄，通过主动光学和自适应光学获得较高的成象质量；二是可实现0.1″的高精度跟踪；三是采用圆柱形观测室，自动控制通风和空气过滤器，使热湍流的排除达到最佳条件。此望远镜采用Serrurier桁架，可使主镜框与副镜框在移动中保持平行。 此望远镜将安装在夏威夷的莫纳克亚，从1991年开始，预计9年完成。 大天区多目标光纤光谱望远镜（LAMOST） 这是我国正在兴建中的一架有效通光口径为4米、焦距为20米、视场达20平方度的中星仪式的反射施密特望远镜。它的技术特色是： 1．把主动光学技术应用在反射施密特系统，在跟踪天体运动中作实时球差改正，实现大口径和大视场兼备的功能。 2． 球面主镜和反射镜均采用拼接技术。 3．多目标光纤（可达4000根，一般望远镜只有600根）的光谱技术将是一个重要突破。 LAMOST把普测的星系极限星等推到20.5m，比SDSS计划高2等左右，实现107个星系的光谱普测，把观测目标的数量提高1个量级。 1932年央斯基（Jansky. K. G）用无线电天线探测到来自银河系中心（人马座方向）的射电辐射，这标志着人类打开了在传统光学波段之外进行观测的第一个窗口。 第二次世界大战结束后，射电天文学脱颖而出，射电望远镜为射电天文学的发展起了关键的作用，比如：六十年代天文学的四大发现，类星体，脉冲星，星际分子和宇宙微波背景辐射，都是用射电望远镜观测得到的。射电望远镜的每一次长足的进步都会毫无例外地为射电天文学的发展树立一个里程碑。 英国曼彻斯特大学于1946年建造了直径为66.5米的固定式抛物面射电望远镜，1955年又建成了当时世界上最大的可转动抛物面射电望远镜； 六十年代，美国在波多黎各阿雷西博镇建造了直径达305米的抛物面射电望远镜，它是顺着山坡固定在地表面上的，不能转动，这是世界上最大的单孔径射电望远镜。 1962年，Ryle发明了综合孔径射电望远镜，他也因此获得了1974年诺贝尔物理学奖。综合孔径射电望远镜实现了由多个较小天线结构获得相当于大口径单天线所能取得的效果。 1967年Broten等人第一次记录到了VLBI干涉条纹。 七十年代，联邦德国在波恩附近建造了100米直径的全向转动抛物面射电望远镜，这是世界上最大的可转动单天线射电望远镜。 八十年代以来，欧洲的VLBI网（EVN），美国的VLBA阵，日本的空间VLBI（VSOP）相继投入使用，这是新一代射电望远镜的代表，它们在灵敏度、分辨率和观测波段上都大大超过了以往的望远镜。 中国科学院上海天文台和乌鲁木齐天文站的两架25米射电望远镜作为正式成员参加了美国的地球自转连续观测计划（CORE）和欧洲的甚长基线干涉网（EVN），这两个计划分别用于地球自转和高精度天体测量研究（CORE）和天体物理研究（EVN）。这种由各国射电望远镜联合进行长基线干涉观测的方式，起到了任何一个国家单独使用大望远镜都不能达到的效果。 另外，美国国立四大天文台（NARO）研制的100米单天线望远镜（GBT），采用无遮挡（偏馈），主动光学等设计，该天线目前正在安装中，2000年有可能投入使用。 国际上将联合发展接收面积为1平方公里的低频射电望远镜阵（SKA），该计划将使低频射电观测的灵敏度约有两个量级的提高，有关各国正在进行各种预研究。 在增加射电观测波段覆盖方面，美国史密松天体物理天文台和中国台湾天文与天体物理研究院正在夏威夷建造国际上第一个亚毫米波干涉阵（SMA），它由8个6米的天线组成，工作频率从190GHz到85z，部分设备已经安装。美国的毫米波阵（MMA）和欧洲的大南天阵（LAS）将合并成为一个新的毫米波阵计划――ALMA。这个计划将有64个12米天线组成，最长基线达到10公里以上，工作频率从70到950GHz，放在智利的Atacama附近，如果合并顺利，将在2001年开始建造，日本方面也在考虑参加该计划的可能性。 |
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| 作者:裴老师 2013/6/26 20:32:59 打印 回复 短信 | ||
| 5 | 【第四单元.语文活动】“观察月亮运行情况，参观天文台或天文馆”指导 | |
| 在提高射电观测的角分辨率方面，新一代的大型设备大多数考虑干涉阵的方案；为了进一步提高空间VLBI观测的角分辨率和灵敏度，第二代空间VLBI计划――ARISE（25米口径）已经提出。 相信这些设备的建成并投入使用将会使射电天文成为天文学的重要研究手段，并会为天文学发展带来难以预料的机会。 我们知道，在地球表面有一层浓厚的大气，由于地球大气中各种粒子与天体辐射的相互作用（主要是吸收和反射），使得大部分波段范围内的天体辐射无法到达地面。人们把能到达地面的波段形象地称为"大气窗口"，这种"窗口"有三个。 光学窗口：这是最重要的一个窗口，波长在300～700纳米之间，包括了可见光波段（400～700纳米），光学望远镜一直是地面天文观测的主要工具。 红外窗口：红外波段的范围在0.7～1000微米之间，由于地球大气中不同分子吸收红外线波长不一致，造成红外波段的情况比较复杂。对于天文研究常用的有七个红外窗口。 射电窗口：射电波段是指波长大于1毫米的电磁波。大气对射电波段也有少量的吸收，但在40毫米～30米的范围内大气几乎是完全透明的，我们一般把1毫米～30米的范围称为射电窗口。 大气对于其它波段，比如紫外线、X射线、γ射线等均为不透明的，在人造卫星上天后才实现这些波段的天文观测。 红外望远镜： 最早的红外观测可以追溯到十八世纪末。但是，由于地球大气的吸收和散射造成在地面进行的红外观测只局限于几个近红外窗口，要获得更多红外波段的信息，就必须进行空间红外观测。现代的红外天文观测兴盛于十九世纪六、七十年代，当时是采用高空气球和飞机运载的红外望远镜或探测器进行观测。 1983年1月23日由美英荷联合发射了第一颗红外天文卫星IRAS。其主体是一个口径为57厘米的望远镜，主要从事巡天工作。IRAS的成功极大地推动了红外天文在各个层次的发展。直到现在，IRAS的观测源仍然是天文学家研究的热点目标。 1995年11月17日由欧洲、美国和日本合作的红外空间天文台（ISO）发射升空并进入预定轨道。ISO的主体是一个口径为60厘米的R-C式望远镜，它的功能和性能均比IRAS有许多提高，它携带了四台观测仪器，分别实现成象、偏振、分光、光栅分光、F－P干涉分光、测光等功能。与IRAS相比，ISO从近红外到远红外，更宽的波段范围；有更高的空间分辨率；更高的灵敏度（约为IRAS的100倍）；以及更多的功能。 ISO的实际工作寿命为30个月，对目标进行定点观测（IRAS的观测是巡天观测），这能有的放矢地解决天文学家提出的问题。预计在今后的几年中，以ISO数据为基础的研究将会成为天文学的热点之一。 从太阳系到宇宙大尺度红外望远镜与光学望远镜有许多相同或相似之处，因此可以对地面的光学望远镜进行一些改装，使它能同时也可从事红外观测。这样就可以用这些望远镜在月夜或白天进行红外观测，更大地发挥观测设备的效率。 紫外望远镜： 紫外波段是介于X射线和可见光之间的频率范围，观测波段为3100～100埃。紫外观测要放在150公里的高度才能进行，以避开臭氧层和大气的吸收。第一次紫外观测是用气球将望远镜载上高空，以后用了火箭，航天飞机和卫星等空间技术才使紫外观测有了真正的发展。 紫外波段的观测在天体物理上有重要的意义。紫外波段是介于X射线和可见光之间的频率范围，在历史上紫外和可见光的划分界限在3900埃，当时的划分标准是肉眼能否看到。现代紫外天文学的观测波段为3100～100埃，和X射线相接，这是因为臭氧层对电磁波的吸收界限在这里。 1968年美国发射了OAO-2，之后欧洲也发射了TD-1A，它们的任务是对天空的紫外辐射作一般性的普查观测。被命名为哥白尼号的OAO-3于1972年发射升空，它携带了一架0.8米的紫外望远镜，正常运行了9年，观测了天体的950～3500埃的紫外谱。 1978年发射了国际紫外探测者（IUE），虽然其望远镜的口径比哥白尼号小，但检测灵敏度有了极大的提高。IUE的观测数据成为重要的天体物理研究资源。 1990年12月2～11日，哥伦比亚号航天飞机搭载Astro-1天文台作了空间实验室第一次紫外光谱上的天文观测；1995年3月2日开始，Astro-2天文台完成了为期16天的紫外天文观测。 1992年美国宇航局发射了一颗观测卫星――极远紫外探索卫星（EUVE），是在极远紫外波段作巡天观测。 1999年6月24日FUSE卫星发射升空，这是NASA的"起源计划"项目之一，其任务是要回答天文学有关宇宙演化的基本问题。 紫外天文学是全波段天文学的重要组成部分，自哥白尼号升空至今的30年中，已经发展了紫外波段的EUV（极端紫外）、FUV（远紫外）、UV（紫外）等多种探测卫星，覆盖了全部紫外波段。 X射线望远镜： X射线辐射的波段范围是0.01-10纳米，其中波长较短（能量较高）的称为硬X射线，波长较长的称为软X射线。天体的X射线是根本无法到达地面的，因此只有在六十年代人造地球卫星上天后，天文学家才获得了重要的观测成果，X射线天文学才发展起来。早期主要是对太阳的X射线进行观测。 1962年6月，美国麻省理工学院的研究小组第一次发现来自天蝎座方向的强大X射线源，这使非太阳X射线天文学进入了较快的发展阶段。七十年代，高能天文台1号、2号两颗卫星发射成功，首次进行了X射线波段的巡天观测，使X射线的观测研究向前迈进了一大步，形成对X射线观测的热潮。进入八十年代以来，各国相继发射卫星，对X射线波段进行研究： 1987年4月，由前苏联的火箭将德国、英国、前苏联、及荷兰等国家研制的X射线探测器送入太空； 1987年日本的X射线探测卫星GINGA发射升空； 1989年前苏联发射了一颗高能天体物理实验卫星――GRANAT，它载有前苏联、法国、保加利亚和丹麦等国研制的7台探测仪器，主要工作为成象、光谱和对爆发现象的观测与监测； 1990年6月，伦琴X射线天文卫星（简称ROSAT）进入地球轨道，为研究工作取得大批重要的观测资料，到现在它已基本完成预定的观测任务； 1990年12月"哥伦比亚"号航天飞机将美国的"宽带X射线望远镜"带入太空进行了为期9天的观测； 1993年2月，日本的"飞鸟"X射线探测卫星由火箭送入轨道； 1996年美国发射了"X射线光度探测卫星"（XTE）， 1999年7月23日美国成功发射了高等X射线天体物理设备（CHANDRA）中的一颗卫星，另一颗将在2000年发射； 1999年12月13日欧洲共同体宇航局发射了一颗名为XMM的卫星。 2000年日本也将发射一颗X射线的观测设备。 以上这些项目和计划表明，未来几年将会是一个X射线观测和研究的高潮。 γ射线望远镜： γ射线比硬X射线的波长更短，能量更高，由于地球大气的吸收，γ射线天文观测只能通过高空气球和人造卫星搭载的仪器进行。 1991年，美国的康普顿（γ射线）空间天文台（Compton GRO或CGRO）由航天飞机送入地球轨道。它的主要任务是进行γ波段的首次巡天观测，同时也对较强的宇宙γ射线源进行高灵敏度、高分辨率的成象、能谱测量和光变测量，取得了许多有重大科学价值的结果。 CGRO配备了4台仪器，它们在规模和性能上都比以往的探测设备有量级上的提高，这些设备的研制成功为高能天体物理学的研究带来了深刻的变化，也标志着γ射线天文学开始逐渐进入成熟阶段。CGRO携带的四台仪器分别是：爆发和暂时源实验（BATSE），可变向闪烁光谱仪实验（OSSE），1Mev~30Mev范围内工作的成象望远镜（COMPTEL），1Mev~30Mev范围内工作的成象望远镜（COMPTEL）。 受到康普顿空间天文台成功的鼓舞，欧洲和美国的科研机构合作制订了一个新的γ射线望远镜计划－INTEGRAL，准备在2001年送入太空，它的上天将为康普顿空间天文台之后的γ射线天文学的进一步发展奠定基础。 我们知道，地球大气对电磁波有严重的吸收，我们在地面上只能进行射电、可见光和部分红外波段的观测。随着空间技术的发展，在大气外进行观测已成为可能，所以就有了可以在大气层外观测的空间望远镜（Space telescope）。空间观测设备与地面观测设备相比，有极大的优势：以光学望远镜为例，望远镜可以接收到宽得多的波段，短波甚至可以延伸到100纳米。没有大气抖动后，分辨本领可以得到很大的提高，空间没有重力，仪器就不会因自重而变形。前面介绍的紫外望远镜、X射线望远镜、γ射线望远镜以及部分红外望远镜的观测都都是在地球大气层外进行的，也属于空间望远镜。 哈勃空间望远镜（HST）： 这是由美国宇航局主持建造的四座巨型空间天文台中的第一座，也是所有天文观测项目中规模最大、投资最多、最受到公众注目的一项。它筹建于1978年，设计历时7年，1989年完成，并于1990年4月25日由航天飞机运载升空，耗资30亿美元。但是由于人为原因造成的主镜光学系统的球差，不得不在1993年12月2日进行了规模浩大的修复工作。成功的修复使HST性能达到甚至超过了原先设计的目标，观测结果表明，它的分辨率比地面的大型望远镜高出几十倍。 HST最初升空时携带了5台科学仪器：广角/行星照相机，暗弱天体照相机，暗弱天体光谱仪，高分辨率光谱仪和高速光度计。 1997年的维修中，为HST安装了第二代仪器：有空间望远镜成象光谱仪、近红外照相机和多目标摄谱仪，把HST的观测范围扩展到了近红外并提高了紫外光谱上的效率。 1999年12月的维修为HST更换了陀螺仪和新的计算机，并安装了第三代仪器――高级普查摄像仪，这将提高HST在紫外－光学－近红外的灵敏度和成图的性能。 HST对国际天文学界的发展有非常重要的影响。 二十一世纪初的空间天文望远镜： "下一代大型空间望远镜"（NGST）和"空间干涉测量飞行任务"（SIM）是NASA"起源计划"的关键项目，用于探索在宇宙最早期形成的第一批星系和星团。其中，NGST是大孔径被动制冷望远镜，口径在4～8米之间，是HST和SIRTF（红外空间望远镜）的后续项目。它强大的观测能力特别体现在光学、近红外和中红外的大视场、衍射限成图方面。将运行于近地轨道的SIM采用迈克尔干涉方案，提供毫角秒级精度的恒星的精密绝对定位测量，同时由于具有综合成图能力，能产生高分辨率的图象，所以可以用于实现搜索其它行星等科学目的。 "天体物理的全天球天体测量干涉仪"（GAIA）将会在对银河系的总体几何结构及其运动学做全面和彻底的普查，在此基础上开辟广阔的天体物理研究领域。GAIA采用Fizeau干涉方案，视场为1°。GAIA和SIM的任务在很大程度上是互补的。 月基天文台： 由于无人的空间天文观测只能依靠事先设计的观测模式自动进行，非常被动，如果在月球表面上建立月基天文台，就能化被动为主动，大大提高观测精度。"阿波罗16号"登月时宇航员在月面上拍摄的大麦哲伦星云照片表明，月面是理想的天文观测场所。建立月基天文台具有以下优点： 1．月球上为高度真空状态，比空间天文观测设备所处还要低百万倍。 2．月球为天文望远镜提供了一个稳定、坚固和巨大的观测平台，在月球上观测只需极简单的跟踪系统。 3．月震活动只相当于地震活动的10-8，这一点对于在月面上建立几十至数百公里的长基线射电、光学和红外干涉系统是很有利的。 4．月球表面上的重力只有地球表面重力的1/6，这会给天文台的建造带来方便。另外，在地球上所有影响天文观测的因素，比如大气折射、散射和吸收，无线电干扰等，在月球上均不存在。 美国、欧洲和日本都计划在未来的几年内再次登月并在月球上建立永久居住区，可以预料，人类在月球上建立永久性基地后，建立月基天文台是必然的。 对于天文和天体物理的科研领域来讲，空间观测项目无论从人员规模上还是经费上都是相当可观的，如世界上最大的地面光学望远镜象Keck的建设费用（7000~9000万美元）只相当于一颗普通的空间探测卫星的研制和发射费用。并且，空间天文观测的难度高，仪器的接收面积小，运行寿命短，难于维修，所以它并不能取代地面天文观测。在二十一世纪，空间观测与地面观测将是天文观测相辅相成的两翼。 |
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| 作者:裴老师 2013/6/26 20:33:14 打印 回复 短信 | ||
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