深瞳工作室出品
科技日報(bào)實(shí)習(xí)記者 蘇菁菁 策劃 劉莉 李坤
站在海拔4200米的賽什騰山C區(qū)，天色湛藍(lán)，灰黑色的山川溝壑縱橫，山頂?shù)臍堁┓褐y光。
賽什騰山位于青海省海西州茫崖市冷湖鎮(zhèn)。在這里，東半球首個(gè)世界級天文觀測基地正拔地而起。
眼前，一輛大型吊車正緩緩吊起一臺紅色的望遠(yuǎn)鏡支架。名為落下閎—SONG的望遠(yuǎn)鏡將通過這臺支架調(diào)節(jié)俯仰角，以此探索恒星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而深化人類對宇宙與生命起源的認(rèn)知。中國科學(xué)院國家天文臺冷湖基地首席科學(xué)家鄧?yán)畈攀沁@臺望遠(yuǎn)鏡的負(fù)責(zé)人。此時(shí)，他正興奮地忙碌著，和團(tuán)隊(duì)成員一起將支架放入到天文圓頂中。
不遠(yuǎn)處，一輛輛卡車運(yùn)載著線纜與工控機(jī)駛向用于太陽磁場精確測量的中紅外觀測系統(tǒng)（AIMS）望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目區(qū)?；蜻h(yuǎn)或近處，一個(gè)個(gè)白色圓頂?shù)耐h(yuǎn)鏡點(diǎn)綴在蒼涼粗糲的山間。
5年前，這里還荒無人煙?，F(xiàn)在，7家科研單位總投資近20億元的35臺望遠(yuǎn)鏡已在賽什騰山落戶。
高速建設(shè)的天文觀測基地讓冷湖這個(gè)西部小鎮(zhèn)重獲新生，這背后是天文學(xué)家與當(dāng)?shù)卣摹半p向奔赴”。
發(fā)掘：與世界一流臺址比肩的觀測條件
站在賽什騰山腳下，繁星滿天。與其他地方不同的是，這里的星星像是被“釘”在夜空中，不會“眨眼”?！靶切遣粫Ｑ邸馕吨@里大氣穩(wěn)定度優(yōu)秀?！编?yán)畈沤忉尩馈?017年底，鄧?yán)畈藕蛨F(tuán)隊(duì)來到冷湖，他們預(yù)感到這里或許能做出星空的文章。
隨后，從2018年起，他們用3年多的時(shí)間在西北荒涼的戈壁、高海拔的山間摸爬滾打，監(jiān)測測量各種數(shù)據(jù)。2021年8月，在冷湖發(fā)現(xiàn)世界一流天文臺址的論證發(fā)表在《自然》雜志，引發(fā)國際關(guān)注。這意味著，這里擁有整個(gè)東半球最優(yōu)質(zhì)的光學(xué)天文觀測條件。
冷湖鎮(zhèn)人煙稀少，目前的常住人口約為600人。初夏的清晨，鄧?yán)畈糯髦R，駕駛皮卡，與團(tuán)隊(duì)成員從鎮(zhèn)區(qū)前往賽什騰山。車輛飛馳，粗糲的戈壁灘從兩旁匆匆掠過，前方的荒漠一望無垠，西北獨(dú)有的雄渾壯闊盡在眼前。
鄧?yán)畈判愿裰彼?，總是神采奕奕，完全看不出他已?jīng)快60歲。從北京輾轉(zhuǎn)飛抵敦煌，再從敦煌開車250公里到冷湖鎮(zhèn)，這段旅程很“折騰”，但鄧?yán)畈琶總€(gè)月都要體驗(yàn)兩三回。
6月7日，他再次來到冷湖，開展落下閎—SONG望遠(yuǎn)鏡的安裝和調(diào)試工作。
鄧?yán)畈牛ㄓ遥┖蜅罘ㄗ螅┰诎惭b視寧度觀測設(shè)備。受訪者供圖
5年前，這臺望遠(yuǎn)鏡還在距離冷湖455公里處的德令哈天文觀測基地，而賽什騰山還是一座野山。
一切變化源于希望為望遠(yuǎn)鏡找尋新去處的科學(xué)家們以及希望為冷湖尋求發(fā)展機(jī)會的當(dāng)?shù)卣?。雙方的相遇，為中國天文學(xué)的發(fā)展碰撞出巨大的驚喜。
2017年，德令哈城市發(fā)展步入快車道，光污染與粉塵污染嚴(yán)重影響著望遠(yuǎn)鏡的觀測能力。落下閎—SONG望遠(yuǎn)鏡急需一個(gè)“新家”。而此時(shí)，冷湖政府也正在為發(fā)展謀新路，他們希望將星空資源作為發(fā)展契機(jī)。時(shí)任冷湖行政委員會副主任的田才讓找到鄧?yán)畈?，希望向天文學(xué)家尋求利用星空的良策。
優(yōu)秀的天文觀測臺址往往建在高山之巔，以此減少大氣中物質(zhì)成分對天體信號的吸收。此外，臺址還需遠(yuǎn)離人造光源，保證夜空晴朗、空氣干燥。視寧度代表著觀測站區(qū)域上空大氣的穩(wěn)定程度，被稱為大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的生命線，因?yàn)榇髿獠环€(wěn)定會導(dǎo)致星像模糊，影響光學(xué)望遠(yuǎn)鏡分辨率的上限。
為了在國際天文學(xué)研究領(lǐng)域占有一席之地，2000年，我國啟動(dòng)了中國西部天文戰(zhàn)略選址計(jì)劃，尋找符合上述條件的天文觀測臺址。冷湖雖被看好，但卻并未進(jìn)入候選名單——因?yàn)樗徦死敻缮衬L(fēng)沙會對天文帶來不利影響。
“但沙塵會隨海拔增加而顯著減少。冷湖的賽什騰山海拔比較高，沙塵應(yīng)該不是一個(gè)問題?！焙髞淼拈L期監(jiān)測表明，鄧?yán)畈诺耐茰y正確，實(shí)際測量數(shù)據(jù)顯示賽什騰山上空氣潔凈，滿足觀測需要。
2018年1月，鄧?yán)畈藕蛨F(tuán)隊(duì)開始了針對冷湖賽什騰山4200米的定向選址。
賽什騰山脈地勢崎嶇，為了完成勘測地形、記錄晴夜、測量視寧度等一系列工作，鄧?yán)畈藕蛨F(tuán)隊(duì)必須征服這座野山。
第一次攀登賽什騰山脈時(shí)，鄧?yán)畈排c田才讓選錯(cuò)了路，沿著山脊攀了上去。山脊風(fēng)大低溫，地勢極端陡峭。“那是對生命的挑戰(zhàn)?！编?yán)畈呕貞浀馈?/p>
第二次爬山時(shí)，為了標(biāo)記路線，鄧?yán)畈艌F(tuán)隊(duì)與田才讓專門帶上噴漆沿著爬過的山坡做標(biāo)記。遠(yuǎn)處山巒起伏，身后卻已是萬丈深淵。
一行人就這樣一步一腳印，克服寒冷與高原反應(yīng)，突破體力極限，硬生生蹚出了一條上山的路。
彼時(shí)，賽什騰山上沒有電、沒有網(wǎng)，只有山腳下的3G基站?！霸谶@種環(huán)境下，只是因?yàn)樘鞖獠睿^測設(shè)備就可能‘失聯(lián)’。所以，我們需要不停地爬山去維護(hù)設(shè)備、裝新設(shè)備，更精準(zhǔn)地完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。”中國科學(xué)院國家天文臺助理研究員楊帆回憶起當(dāng)時(shí)的經(jīng)歷說。
楊帆是鄧?yán)畈艌F(tuán)隊(duì)的重要成員。2018年7月19日晚，他獨(dú)自留在賽什騰山，在地面對選址點(diǎn)的視寧度進(jìn)行測量。那晚，賽什騰山視寧度的統(tǒng)計(jì)中位值是0.79角秒。
看到數(shù)據(jù)，楊帆“樂瘋”了。
“視寧度是天文臺址的關(guān)鍵參數(shù)，能低于1角秒，就非常棒了。更何況，那時(shí)視寧度設(shè)備所需的10米塔架還尚未建好?！睏罘f，“等塔架建成后，數(shù)據(jù)會更好?！?/p>
第二天一早，楊帆拿著手機(jī)在山上四處“瘋跑”找信號，只為快點(diǎn)將這個(gè)好消息告訴團(tuán)隊(duì)。
經(jīng)過三年的監(jiān)測，數(shù)據(jù)顯示這里的視寧度與公認(rèn)的世界頂級天文臺——美國夏威夷天文臺、智利帕拉納爾天文臺基本持平。
不僅如此，冷湖臺址區(qū)域的優(yōu)質(zhì)晴夜時(shí)間占比達(dá)70%，每年天文觀測可用的時(shí)間達(dá)300天。此外，這里常年寒冷多風(fēng)、干燥少雨，滿足世界一流天文臺址的基本條件。
對于選址工作，最重要是監(jiān)測數(shù)據(jù)的連續(xù)性、可比較性和透明性。為此，鄧?yán)畈藕蛨F(tuán)隊(duì)選取了國際認(rèn)可的天文檢測設(shè)備，并搭建了網(wǎng)站，實(shí)時(shí)公開所有原始數(shù)據(jù)。
“冷湖的光學(xué)天文觀測條件和國際頂尖臺址不相上下，這在東半球非常少見。如果能夠建成一個(gè)大的光學(xué)天文臺，我相信無論是對中國，還是對整個(gè)亞洲，都很有幫助。”北京大學(xué)天文學(xué)教授吳學(xué)兵評價(jià)道。
建設(shè)：讓浩瀚星空成為城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)型突破口
在距離賽什騰山70公里左右的荒漠中，有一片荒廢的建筑群。建筑群內(nèi)街道寬敞，房屋排列整齊，已在風(fēng)沙的侵蝕下成為殘?jiān)珨啾凇Ｑ刂值佬凶?，曾?jīng)的書店、電影院、郵局和銀行依稀可辨。街道盡頭，有一處廢棄廠房靜靜地佇立在荒漠之中，廠房上寫著“冷湖油礦”。
冷湖曾有過輝煌的歷史。上世紀(jì)60年代，冷湖是全國著名的四大油田之一，“到柴達(dá)木去，到冷湖去”的口號一度響徹全國，冷湖最繁華時(shí)有近十萬人，車輛來往不息，熱鬧繁華，被稱為“西北的小香港”。
然而，隨著石油開采量的減少，石油工人撤離冷湖，當(dāng)?shù)厝丝谠絹碓缴伲?jīng)的冷湖市變成了冷湖鎮(zhèn)。2020年，鎮(zhèn)上常住人口僅有200余人，接近空城。
如何尋求冷湖發(fā)展的新機(jī)遇？這是當(dāng)?shù)卣掷m(xù)思考與探索的問題。
2015年，田才讓調(diào)任冷湖負(fù)責(zé)建設(shè)工作。他是藏族人，十分謙和，黑黢黢的臉上總掛著笑容。此前，他曾擔(dān)任海西州住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局副局長。
田才讓告訴科技日報(bào)記者，一段時(shí)間以來，由于冷湖鹽湖資源豐富，冷湖政府一直將工作重心放在鹽湖這一第二產(chǎn)業(yè)上。
“但鹽湖相關(guān)工業(yè)企業(yè)面積大，一般在500多平方公里，鹽湖距離冷湖鎮(zhèn)區(qū)還有100多公里。企業(yè)內(nèi)部的員工在鹽湖附近生活，對冷湖鎮(zhèn)區(qū)的發(fā)展帶動(dòng)有限。”田才讓說。
如何讓人留在冷湖？當(dāng)?shù)卣畬⒛抗廪D(zhuǎn)向第三產(chǎn)業(yè)。美麗的星空成為政府尋求發(fā)展的突破口。為了依托星空資源發(fā)展文旅產(chǎn)業(yè)，田才讓不斷咨詢天文學(xué)家，從而結(jié)識了鄧?yán)畈?。從此，冷湖與天文結(jié)下不解之緣。
鄧?yán)畈派钋械馗惺艿剑浜煳挠^測基地的建設(shè)離不開當(dāng)?shù)卣娜橥度搿?/p>
2017年12月，距離鄧?yán)畈排c田才讓的第一次相遇僅過去不到5個(gè)月，中國科學(xué)院國家天文臺、中國科學(xué)院紫金山天文臺、西華師范大學(xué)和海西州政府簽訂了《冷湖地區(qū)大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡臺址遴選計(jì)劃四方協(xié)議》。
協(xié)議約定，海西州政府將為選址提供經(jīng)費(fèi)支持，并制定相關(guān)政策，對冷湖地區(qū)可能的光污染進(jìn)行嚴(yán)格限制。選址工作由中國科學(xué)院國家天文臺、中國科學(xué)院紫金山天文臺和西華師范大學(xué)共同完成。
2018年4月，從冷湖鎮(zhèn)前往賽什騰山選址點(diǎn)的道路施工工作啟動(dòng)。18個(gè)月后，37公里的砂石路修建完成。
2018年5月，海西州政府領(lǐng)導(dǎo)協(xié)調(diào)出動(dòng)直升機(jī)，運(yùn)送選址人員第一次到達(dá)選址點(diǎn)。此后的兩個(gè)月內(nèi)，直升機(jī)保障了更多基建材料和測量設(shè)備順利上山。
“沒有直升機(jī)加持，選址工作并非不可以進(jìn)行，但完成的時(shí)間會至少延遲1年半；沒有地方政府和地方干部的全情參與，冷湖天文臺選址什么時(shí)間、什么條件下開始就會是未知數(shù)?！编?yán)畈鸥袊@道。
今年1月，《海西蒙古族藏族自治州冷湖天文觀測環(huán)境保護(hù)條例》正式實(shí)施，成為我國出臺的第一部暗夜星空保護(hù)地方性法規(guī)。條例規(guī)定，暗夜保護(hù)核心區(qū)是指以冷湖天文觀測基地總體發(fā)展規(guī)劃選址用地幾何閉合區(qū)域邊界向外50公里內(nèi)的區(qū)域。
冷湖鎮(zhèn)的鎮(zhèn)區(qū)被全部劃定在這一區(qū)域內(nèi)。這意味著，未來冷湖鎮(zhèn)的光源種類和亮度將受到嚴(yán)格控制，所有戶外固定夜間照明設(shè)施的照射方向應(yīng)當(dāng)?shù)陀谒骄€向下30度。
“這部法律出臺的過程并不輕松，很多產(chǎn)業(yè)都為此做出了讓步”。海西州人大常委會主任才讓太說。
據(jù)介紹，此前，暗夜保護(hù)的核心區(qū)內(nèi)原本布局了新能源項(xiàng)目，項(xiàng)目已經(jīng)初步啟動(dòng)。然而，新能源項(xiàng)目中的風(fēng)電設(shè)施對光學(xué)天文觀測有嚴(yán)重影響。為此，當(dāng)?shù)卣c相關(guān)單位、企業(yè)經(jīng)過了多輪溝通。最終這批項(xiàng)目重新進(jìn)行了選址，搬離暗夜保護(hù)核心區(qū)。
“當(dāng)時(shí)青海省委常委王衛(wèi)東表示，冷湖光學(xué)天文觀測條件在國家層面屬于稀缺資源。無論如何都應(yīng)把這片區(qū)域盡可能保護(hù)下來。這很大程度上推動(dòng)了立法的進(jìn)程?！碧锊抛屨f。
發(fā)展：牽手天文奏響冷湖新生之曲
天文觀測基地正在成為冷湖的金名片。
依托天文資源和當(dāng)?shù)氐难诺さ孛玻?017年8月，冷湖啟動(dòng)了火星小鎮(zhèn)計(jì)劃，打造以科學(xué)為核心、以科普科幻為輻射的文創(chuàng)旅游基地。2019年3月，冷湖火星營地一期項(xiàng)目進(jìn)入試運(yùn)營。在營地，游客可以模擬登陸火星，完成戈壁徒步、尋找水源、搜尋物資等“火星任務(wù)”。每當(dāng)夜幕降臨，火星營地的“領(lǐng)航員”還會帶著游客找到最佳星空拍攝地。
冷湖火星小鎮(zhèn)常務(wù)副經(jīng)理袁振民告訴記者，今年火星營地的預(yù)訂已經(jīng)排到了10月，越來越多的游客和天文愛好者選擇來這里旅行。
數(shù)據(jù)顯示，今年1—5月，冷湖鎮(zhèn)接待旅游總?cè)藬?shù)31600余人，旅游總收入約為1580萬元，其中，火星營地共接待了21000余名游客。當(dāng)?shù)仡A(yù)計(jì)，2030年冷湖將接待游客過百萬人次，旅游綜合收入將超過4億元。
在冷湖天文觀測基地，多個(gè)望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目正在如火如荼地建設(shè)中。冷湖科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園區(qū)管理委員會供圖
除了文旅產(chǎn)業(yè)，圍繞天文觀測基地，冷湖還在培育天文科技產(chǎn)業(yè)與航空航天產(chǎn)業(yè)。
天文科技產(chǎn)業(yè)主要是為“落戶”冷湖的望遠(yuǎn)鏡提供完備的運(yùn)行維護(hù)保障服務(wù)?！拔覀兡壳耙呀?jīng)與南京、北京的多家望遠(yuǎn)鏡運(yùn)維服務(wù)企業(yè)對接，未來望遠(yuǎn)鏡的鍍膜、圓頂加工制造、天文數(shù)據(jù)存儲、計(jì)算等，都將在冷湖科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)進(jìn)行。”冷湖科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)區(qū)管理委員會工作人員曹春林說。
航空航天產(chǎn)業(yè)專注可回收火箭的研發(fā)、總裝與測試。由于冷湖擁有廣袤的無人區(qū)，常被選作火箭發(fā)射實(shí)驗(yàn)地。2019年，全國首個(gè)可回收火箭發(fā)射試驗(yàn)在冷湖獲得成功。2022年，全球首次臨近空間空基平臺火箭也在冷湖成功發(fā)射。曹春林介紹，未來冷湖將新建一個(gè)探空火箭發(fā)射場，建設(shè)火箭總裝調(diào)試車間，為各類亞軌道火箭發(fā)射提供火箭組裝、調(diào)試和試驗(yàn)場所?！斑@些科技產(chǎn)業(yè)的聚集發(fā)展，將帶動(dòng)當(dāng)?shù)厝丝诔掷m(xù)增加。預(yù)計(jì)5年后，冷湖的常住人口規(guī)模將增長7到10倍。”曹春林說。
夜里9點(diǎn)，行走在冷湖鎮(zhèn)區(qū)中，路燈暗淡，泛起悠悠白光。還有幾家小飯館開著門，飯館內(nèi)座無虛席，就餐的顧客中，有專程來到冷湖旅游的游客、在冷湖天文觀測基地工作的施工團(tuán)隊(duì)和調(diào)試安裝望遠(yuǎn)鏡的天文學(xué)家。大家有說有笑，十分熱鬧。
5年前的冷湖可沒有這樣的景象。中國科學(xué)院國家天文臺懷柔太陽觀測基地主任鄧元勇還記得自己幾年前剛來冷湖時(shí)的感受，“我很擔(dān)心，冷湖有一天會不會徹底沒人了。那時(shí)還想在冷湖舉辦學(xué)術(shù)會議，但完全沒有食宿條件?，F(xiàn)在可不同了?！?/p>
李女士是冷湖鎮(zhèn)一家酒店的前臺，2020年，她從西寧來到冷湖工作。“我姐姐在冷湖生活。聽說冷湖在建天文觀測基地，旅游業(yè)也比較有前景，所以我3年前就來了。”李女士告訴記者，最近一個(gè)月，她所工作的酒店基本滿房。在她看來，冷湖最大的變化是人多了。
“天文觀測基地確實(shí)吸引著越來越多的人來到冷湖。他們來這里工作、消費(fèi)，促進(jìn)商業(yè)發(fā)展，增加就業(yè)，盤活了冷湖鎮(zhèn)的整體發(fā)展?！碧锊抛屨f。
未來的冷湖將更加熱鬧。但常住人口與游客的增加，是否會讓冷湖走上德令哈的老路，影響天文觀測？對此，天文學(xué)家們比較樂觀。
“的確，曾經(jīng)很多天文觀測臺址，都曾因城市發(fā)展、燈光與粉塵污染而重新選址。”鄧元勇說，“但是冷湖不同。從選址開始，鄧?yán)畈艌F(tuán)隊(duì)和當(dāng)?shù)卣驮诓粩嗤苿?dòng)暗夜保護(hù)的措施?，F(xiàn)在還出臺了我國第一部暗夜保護(hù)地方性法規(guī)?！?/p>
在鄧?yán)畈趴磥?，冷湖交通不便，來一趟十分不易。他覺得那些“長途跋涉”來這里的游客，會懂得暗夜星空保護(hù)的意義。
鄧元勇相信，事在人為?！爸灰勒找?guī)定執(zhí)行暗夜保護(hù)的相關(guān)要求，就不會影響觀測質(zhì)量。城鎮(zhèn)的‘人氣’對觀測也有積極的一面，能夠帶來更優(yōu)質(zhì)的后勤保障?！?/p>
“隨著更多基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和進(jìn)一步測試的開展，相信未來的冷湖將成為國際光學(xué)天文研究的重要基地，成為人類探索宇宙奧秘、培育原創(chuàng)性科學(xué)成果的重要策源地。”鄧?yán)畈判判臐M滿。
冷湖，這座高原上的西部小鎮(zhèn)就這樣在荒蕪中崛起，在向著宇宙星辰進(jìn)發(fā)的路上，奏響了自己的新生之曲。
短評
天文正熱，冷湖不冷
從籍籍無名，到聚力打造世界一流的天文觀測基地，冷湖充分挖掘“美麗星空”這一自然稟賦中的科技價(jià)值，將“空城”轉(zhuǎn)變?yōu)椤疤煳某恰?，為資源枯竭地區(qū)的成功轉(zhuǎn)型積累了經(jīng)驗(yàn)。
2022年，青海省海西州政府立足冷湖星空資源優(yōu)勢，提出到“十四五”末，將冷湖打造成以“天文科技和航空航天”產(chǎn)業(yè)為核心的科技產(chǎn)業(yè)示范基地，和以“科技、科幻、文創(chuàng)、科普”為特點(diǎn)的世界級科幻文創(chuàng)旅游目的地。
如今的冷湖，賽什騰山上顆顆“白球”建設(shè)火熱，火星營地“一艙難求”。從科幻文學(xué)獎(jiǎng)到火星音樂節(jié)，冷湖不冷，因科技重?zé)ㄉ鷻C(jī)。
冷湖并不是孤例。在貴州，依托FAST中國天眼，平塘縣一躍成為集天文科普、宇宙探秘、文化交流為一體的“天文小鎮(zhèn)”；在海南，依托文昌航天發(fā)射場，龍樓鎮(zhèn)打造國際航天城，推動(dòng)發(fā)射區(qū)和旅游區(qū)同步規(guī)劃建設(shè)，正在發(fā)展融太空體驗(yàn)、科普教育、航天研學(xué)、國際會展為一體的航天旅游新業(yè)態(tài)。
其實(shí)，每個(gè)城鎮(zhèn)都有自己特有的資源，這一資源可能是自然賦予，也可能是文化傳承，其中或許就蘊(yùn)含著某種科技密碼，只待管理者的慧眼發(fā)掘。一旦充分使用這個(gè)密碼，城鎮(zhèn)將獲得全新的發(fā)展活力。
