华夏参加的世界合作名目30米望远镜（TMT）示意图

世界著名光学望远镜的主镜大小相比。虚线所示的是多镜面的等效集光能力。

　　3镜仍是4镜？这两天，天文圈由于这种望远镜吵得不可开交……

　　建造一种12米口径的光学红外望远镜，已被列入我们国家“十三五”规划，况且是领先布置的10个重要科技根基设备建造名目之一。可是这两天，天文圈却由于这种望远镜吵得不可开交。

　　争论双方涉及3位中科院院士。国度天文台探讨员陈建生院士在8月4日公布长信中“抖出”与中科院南京天文光学技艺探讨所探讨员崔向群院士的分歧。后者在8月6日又与苏定强院士联名写公布信一一反驳。它们争论的焦点是，这台12米口径望远镜应当采用甚么样的技艺方案。

　　居然在天文圈掀起那么大波澜，不用说，这非是一架平凡的天文望远镜。

　　我们国家很需要“眼睛”很大的望远镜

　　“日前咱们国度天文探讨的体量在世界上其实不算小，可是相比尖端的、在世界上有竞争力的天文观测设施，其实不是好多。”在华夏科学院紫金山天文台探讨员赵海斌看来，12米口径望远镜对国家内部天文学的进行意义十分。

　　有人可能要问，咱们曾经建成了全球上有一无二的500米口径望远镜，为何还要建12米口径望远镜？

　　谜底在于，位于贵州的500米口径望远镜是一架射电望远镜，而这架12米口径望远镜是一架光学望远镜。“他们观测的是十足不同的波段，发生各自波段的光的天体及物理体制通常还不一样。”中科院国度天文台在读博士刘博洋说，这意指着两种望远镜观测的是不同天体，或许从不同方位探讨统一种天体。

　　尽管曾经具有口径居全球第一的射电望远镜，但盘点国家内部光学望远镜的家底，却发觉跟世界领先进步水准有相当大差距。

　　日前国家内部口径第一大的光学望远镜是位于国度天文台兴隆基地的郭守敬望远镜（LAMOST），它是一辆4—6米级的光谱巡天望远镜，但不具有成像观测能力。而国家内部具有成像观测能力的通用型望远镜，第一大口径依然唯有2米级。这与全球领先进步水准差了不止一步，由于世界上8—10米级的望远镜曾经有13架。

　　“理论上讲，光学望远镜的口径越大，观测的精度和灵敏度就越好，因而可行观测到的信号也更遥远、更微弱，得到的天体图像品质也相对更好。”中科院国度天文台探讨员张承民叮嘱科技日报记者，这样就有更多机会发觉本来不晓得的、隐藏在宇宙深处的天体。

　　然则，为了发展相比前沿的天文探讨，得到愈加清楚的天体图像，国家内部天文事业者不得不去租用海外望远镜的观测时间，况且要支付不便宜的租金。

　　“海外望远镜还不必定能租上，有时只能运用别人解放的二手数据。这点数据里的‘金矿’平常都被挖完了，只能发掘剩下的。”刘博洋说，这样简单失去和世界一流天文学探讨发展竞争的机会。

　　12米，要通用而不需要巡天

　　如许一来，建设一架口径很大的光学红外望远镜，就成了迫在眉睫的事宜。

　　昨年年底，《国度重要科技根基设备建造“十三五”规划》（之下简单称呼《规划》）正规推出，此中大型光学红外望远镜被列入领先发动的10个名目。

　　《规划》准确提议，建造一架12米级口径光学红外望远镜，具有多指标、暗天体高分辨成像和光谱观测的精测能力。这意指着，这架12米级口径光学红外望远镜将是一辆通用型望远镜，而非是LAMOST那样的巡天望远镜。

　　“巡天望远镜是粗略而广大地去观测，观测的精度不高，可是可行相比高效地对大批天体发展‘普查’。”刘博洋推荐，而通用型望远镜通常是精测，分辨率和灵敏度都相比高，用巡天望远镜见到值得探讨之处，可行再用通用型望远镜发展有针对性的深度观测。

　　日前，国家内部已有、在建和“十二五”规划的大型光学望远镜均是巡天型望远镜。除了LAMOST，我们国家还计划于2022年发射口径为2米的华夏体积站巡天望远镜。另外，华夏南极昆仑站也将建设一辆口径2.5米的巡天望远镜。这点巡天望远镜都须要大口径的精测型望远镜相匹配。

　　因而，将这架12米口径望远镜建设成通用型望远镜，没甚么好说的。倒是它的口径尺寸的确定，切实经验了一番争论。

　　“近年来世界上曾经显露好几个建造30—40米级大型望远镜的方案。因而刚最初有人提议，国家内部应当干脆建20米级望远镜。”刘博洋叮嘱记者，这类主张受到好多人反对，反对者以为，国家内部在大型光学望远镜的建设上缺乏技艺和能人积淀，在技艺根基相比薄弱的概况下，干脆挑战20米级望远镜，步子迈得很大。

　　因而，通过长时间争论，建造12米口径光学望远镜的方案才终归敲定。尽管与20米级比较，12米口径望远镜隶属折中方案，刘博洋以为，这丝毫无削弱它的价格，由于国家内部天文界依旧迫切须要这样一辆大型望远镜。

　　“设备建成后，可使我们国家光学极限探测能力处于世界优先行列，大幅提高天文观测重要发觉的概括能力，同一时间为相干范畴的前沿探讨提供要紧支撑，拉动我们国家领先进步光学技艺的创新进行。”关于12米口径光学望远镜的意义，《规划》如许描画。

　　3镜仍是4镜？这是一种难题

　　在搞定一系列难题后，这架12米级光学望远镜又在技艺方案上显露了磕绊。

　　昨年年底，大型光学红外望远镜前期事业组曾邀请国家内部外8家单位对12米口径望远镜发展设置，唯有华中科技大学和中科院南京天文光学技艺探讨所提交了设置方案，一种是3镜方案，一种是4镜方案。3镜和4镜之争，因此正规造成。

　　不可思议的是，中科院区别在本年4月和7月组织了世界行家评审和国家内部行家评审，结果3镜方案在胜出以后，忽然又被4镜方案反转。

　　3镜方案是世界上普及采用的方案，正如陈建生所言，“世界上已建成的超越10台10米级望远镜没有一非是采纳3镜体系”。而4镜方案则是“独树一帜”的，它比世界上经典的光学方案多了一块镜面。

　　“两个方案各有优缺点。”刘博洋推荐，3镜方案的最重要的优势在于光损不多，更能探测暗弱天体，况且作为一个老练的设置方案，设置、建设、运转的风险较小，相比稳妥。4镜方案的第一大优势在于，经过增添一块改正镜，让望远镜的焦平面更平，与3镜方案比较，理论上能达到的像质更好。

　　“大国政府出资建造的大科学工程必需有科学特点和技艺创新。”4镜方案的扶持者提议，4镜方案不仅可行满足一架通用望远镜的科学要求，况且有所创新，即便在30米级望远镜时期也有明显科学优势。

　　但3镜方案扶持者其实不认同这类说法。“4镜体系得到没有问题设置像质是第一大优势，但在地面观测受大度抖动作用的要求下，像质最重要的由地面视宁度打算，不论3镜和4镜皆是一样的。”陈建生剖析，4镜体系中最终一面反射镜中央要开一种洞，这会进一步损耗光，可能会作用要紧科学指标的实现。

　　争议还在接着，况且迷惑了越来越多的人加入。截止记者发稿，已有100多位青年天文事业者联名扶持3镜方案。12米口径望远镜终归会抉择哪种方案，将由时间来揭晓。（记者 刘园园）

来自：科技日报

作者：刘园园

编辑：童妙 实习编辑 曾映雪