姚永強供圖

上世紀80年代，就在歐美天文學家忙著設計未來巨型望遠鏡時，他們不得不面對一個重要的問題：地球還剩什么地方可以架設這種龐然大物？

中國正計劃在20年內建造一座口徑數十米的大型光學天文臺，為了找出最佳臺址，中科院國家天文臺自2003年起，在西藏與新疆展開了長期的選址工作。

在阿里地區獅泉河鎮南30公里的山脊頭部，幾座白色的圓頂建筑物格外引人注目。海拔高、云量少、水汽低、透明度高、視寧度條件好……這便是中國天文學家耗時十年找到的仰望星空的地方——獅泉河監測點。

八月是西藏阿里地區一年中最好的季節。這里平均海拔超過4500米，是“世界屋脊的屋脊”。壯麗雄偉的雪山，星羅棋布的湖泊，莽莽蒼蒼的草原……這里被旅游者和信徒視為心中的圣地。

然而，對于天文學家來說，賦予阿里神秘色彩的絕不僅限于自然風光，這里還是地球上觀測天象的一處絕佳場所。

選中阿里，天文學家在西部野外探勘了近十年。

如今，國家天文臺阿里觀測站已宣布正式成立。回首西部天文臺的漫漫“選址路”，中科院國家天文臺首席研究員、西部選址項目組負責人姚永強感慨萬千。

“十年艱辛，我們只想選擇一處最好的觀測地點，用來安置我國未來大型地面光學紅外和亞毫米觀測設備，使我國躋身世界天文與空間科學強國之列。”姚永強說。

十年修得正果

在很多天文學家眼中，獅泉河點的選址和建成，堪稱天文臺址選址工作的典范。

9月3日，《中國科學報》記者在國家天文臺見到了姚永強。此時，他剛剛結束了一次長時間的野外考察返回北京。

自國家天文臺西部選址組開展工作以來，在長達十年的時間里，姚永強幾乎每個月都要參加一次這樣的考察。“我感覺自己已經是阿里人了，回到北京很不適應。”他笑稱。

上世紀80年代，天文學家逐漸認識到，天文臺的臺址條件決定了大口徑望遠鏡的性能和效率。沒有苛刻的觀測條件，再精密、昂貴的大望遠鏡也只能牛刀小試，難以完全發揮威力。

國際天文學界為此刮起一場“選址風”。架設望遠鏡前，天文學家往往根據天文觀測的要求慎重選擇條件較好的臺址，把大氣干擾降至最低。目前，國際上公認的世界級最佳天文臺分別位于美國夏威夷莫納凱亞山、智利安第斯山和大西洋加那利島的山頂，而亞洲地區則長期缺乏優秀天文臺址。

上世紀90年代，中國科學院天文委員會組織實施了較大規模的天文臺址資源調研。調研發現，在內蒙古至西藏一線季風不易到達的西北干旱地區，有望找到條件相對較好的天文臺址。

2003年，為推進中國地面天文學發展、確定未來20年國家天文學科發展戰略的重要基礎工作，國家天文臺組織啟動了中國西部天文選址計劃。當時，以紅外天文為主要研究方向的姚永強開始擔任西部選址項目組負責人。

該項目的總體目標是為中國下一代大型地面光學紅外望遠鏡選擇最佳西部臺址。同時，對全國范圍的天文氣候、亞毫米波及太陽觀測臺址進行調查。整體周期為十年，前五年進行臺址調查，后五年則基于望遠鏡項目實施專項監測。

隨后，姚永強帶領項目組成員開始了漫長的選址工作。經過兩年左右的前期調研，項目組嗅到了青藏高原這塊寶地。

2005年，國家天文臺時任臺長艾國祥院士在中科院2005年度《科學發展報告》中透露，國家天文臺正在推進七項大天文科學工程。其中一項便是“啟動青藏高原選址計劃”。與此并列的還有如今已經受到廣泛關注的“大天區面積多目標光纖光譜天文望遠鏡（LAMOST）”、“五百米口徑球面射電望遠鏡（FAST）”以及承擔月球及深空探測中的相關工作。

“我們最后將阿里獅泉河選點作為建設站址，從2010年起正式開工建設。”姚永強回憶。

2010年7月，西部選址組籌備啟動獅泉河南選點的建設。一期建設內容包括望遠鏡圓頂、衛星通訊天線和25千瓦太陽能電源。3個月后，望遠鏡十米塔圓頂建設完成。

2012年年底，首架口徑50厘米望遠鏡觀測設備成功架設，并于2013年投入使用。姚永強介紹，科學家將利用它對太陽系天體、恒星形成區以及變星樣本進行觀測研究。

從2003年至2013年，阿里獅泉河監測點的建成歷經整整十年時間。國內外多名天文學家一致認為，獅泉河點的選址和建成，堪稱天文臺選址工作的典范。

“艱難”的選擇

對于放棄卡拉蘇，姚永強至今心存遺憾：“卡拉蘇是個不錯的點，只可惜云量多了些。”

盡管國家天文臺西部選址的結果花落阿里，但在阿里獅泉河的背后，則是整個項目組十年的“艱難”選擇。

姚永強介紹，現代化的專業天文臺址最關鍵的是需要有優良的大氣穩定程度，即“視寧度”。同時，大氣透明度、較小而穩定的風速、合適的日照數等也是考察指標。“還有海拔高度，站點建立得越高，大氣越稀薄，影響就越小。”他說。

所以，科學上的要求，注定了天文臺選址的“艱難”。

按照國際慣例，各種指標一般通過4個階段來篩選和考察，分別是遠程研究、實地調查巡測、定點監測和選點建設。“也就是說，國際上優秀的天文臺站，往往需要歷經十年甚至更長的時間才能建成。”姚永強指出。

其中，遠程研究是指大范圍進行調查，目標是選擇最佳的區域，也被稱為“海選”。國家天文臺副研究員劉立勇回憶說，如果要算上最初的“海選”，項目組選過的地方接近100個。劉立勇自2006年畢業后便加入西部選址項目組，親歷實地調研和建設過程。

劉立勇說：“西部區域我們調查過新疆帕米爾高原、天山地帶、西藏阿里地區、川西高原、滇西北以及華北及內蒙古地區。”在這一階段，科學家要將范圍縮小至方圓60公里左右。

第二個階段為實地調查，目標是調查候選區域中的地理環境是否適合人員常駐、運輸設備等。國家天文臺喀什基地前主任王金良回憶：“有許多指標很好的地方，我們到了那兒之后發現是個陡坡，人根本上不去，只好放棄。”

經過這兩個階段，位于新疆帕米爾高原的卡拉蘇監測點、西藏阿里地區的物瑪監測點和獅泉河監測點成為“幸運兒”，進入了下一個環節的選拔。

第三個階段便是通過長期監測數據，對候選點進行驗證。姚永強和同事在帕米爾高原和阿里高原進行了異常艱難的堅守觀測。

位于距新疆塔什庫爾干縣縣城80公里的卡拉蘇監測點盡管交通條件便利，卻因為云量達不到要求而最終被淘汰。2009年，卡拉蘇站撤站。對于放棄卡拉蘇，姚永強至今心存遺憾：“卡拉蘇還是個不錯的點，只是我們優中選優，最終選擇了藏西南地區。”

不僅姚永強，生活上的艱難也使卡拉蘇給項目組成員留下了深刻印象。劉立勇回憶，2006年，他第一次去卡拉蘇，海拔超過4500米的帕米爾高原就給了他一個“下馬威”。“高原反應引發整個臉都腫了，根本喘不過氣。還有的同事干著干著就暈倒了。”他說。盡管如此，自從那時起，每年超過2/3的時間，劉立勇都泡在高原上。

王金良也曾參與過卡拉蘇和物瑪的建站。他告訴《中國科學報》記者，當初建站時，五六個科研人員親自上去做苦力。“給養都上不去，吃喝都要自己帶。”他說，“值守期間一天只有一杯水可以用來洗臉。”

科學和生活上兩種“艱難”并存的日子，讓姚永強和同事們至今刻骨銘心。

最后的PK

物瑪觀測點交通不夠便利。且不說兩邊都是懸崖，有時候山路陡得連前面的路都看不見。

選擇到了決出“勝負”的時刻。西藏阿里的物瑪和獅泉河監測點將進行最后的PK。

其中，物瑪觀測點位于藏北高原腹地，海拔高度5032米。其選址觀測點位于正西方向寬闊谷地的突起高地，相對高差達600米，山頂平坦，東北南三面為緩坡，易于登頂，便于越野車將生活補給直接運送到監測點。

獅泉河南選點則位于阿里地區獅泉河鎮南30公里的山脊，海拔高度5100米，距離昆沙機場25公里。其西北方向迎風面寬闊平坦，相對落差700米。

“單就氣候條件、視寧度等各種指標而言，兩個監測點差別不大。”姚永強說，“這時候就要綜合其他的條件進行選擇。”

項目組發現，物瑪觀測點交通不夠便利。當時，劉立勇經常坐著王金良駕駛的越野車穿行在道路條件險惡的山路上。“且不說兩邊都是懸崖，有時候山路陡得連前面的路都看不見。”劉立勇只好緊緊握住車窗旁的把手。

姚永強的責任心讓同事們欽佩。為了讓同事們在后排休息、幫助司機消除疲勞，姚永強是整個隊伍中雷打不動的“副駕駛”。

2006年冬天，姚永強和王金良從喀什前往阿里途中遭遇暴雪襲擊，阻斷了道路，進退不能。“要不是我們彼此鼓勵，繼續前進，當時可能就被埋在大雪中消失了。”當時的情景至今讓王金良感到后怕。

補給困難也是物瑪的劣勢。監測點西距最近的居民點鹽湖鄉60余公里，離東面的改則縣城110公里，距離水源地近50公里。

“這些地理條件意味著，物瑪點的補給很困難。”王金良說。事實上，項目組成員也在建站實際工作中實實在在地體會了這一點。2007年，項目組一輛越野車在翻越山區前往物瑪站時燃油耗盡，只好高價向山中牧民買油。為保證油品質量，項目組一名成員還脫下棉襪將汽油過濾后，再倒進越野車油箱。

王金良回憶，他們還曾花270塊錢買了3棵娃娃菜。“本來我們向當地人買3棵大白菜，也談好了價錢，沒想到拿來一看居然是這么小的‘大白菜’，也只好認了。”這件事讓項目組成員哭笑不得。

最終，根據這些情況，項目組認為，物瑪選點“建設運行費用太大，不現實”。

獅泉河點在最終的PK中勝出。姚永強解釋：“獅泉河的云量和風速更有優勢，阿里機場已建成通航，觀測站距離機場25公里，山頂還有輸電網絡通過，交通、供電、網絡通信、后勤補給等條件都遠比物瑪優越。”

經過綜合評比，項目組認為，阿里獅泉河監測點有望成為國際一流的天文臺址。

阿里站的未來

阿里天文臺的視寧度至少優于0.8角秒，可與莫納凱亞天文臺媲美，具備世界一流天文臺的條件。

姚永強和同事多年來的付出，在不久前又取得了階段性成果。

今年6月，國家天文臺臺長嚴俊、副臺長薛隨建一行赴西藏考察。此行的主要目的旨在推進國家天文臺阿里觀測站和阿里天文臺機構的建設。其中一項重要議程，就是與阿里地區行署專員白瑪旺堆簽署《西藏阿里地區行署—中科院國家天文臺戰略合作協議》。

協議內容包括：正式成立國家天文臺阿里觀測站，啟動組建阿里天文臺的相關程序，成立阿里天文資源開發利用與保護委員會以及共同推進阿里星空暗夜公園和星空旅游體驗中心建設等。

姚永強解釋，從以往天文臺站建設運行經驗看，隨著城市化進程，光污染是威脅天文觀測的重要因素。“精挑萬選的阿里站一定要在預防光污染上有所準備。”他強調。對此，姚永強借助自己掛職阿里地區行署副專員的身份，與當地政府開展了卓有成效的觀測區保護工作。

據悉，在該協議簽署儀式上，嚴俊指出，青藏高原具備得天獨厚的天文資源，阿里又地處全球天文望遠鏡分布空乏區，具備優越的天文觀測條件和優勢地理位置，將為促進國內大望遠鏡項目和拉動重大國際天文合作投入提供基礎支撐。

他表示：“相信隨著國家天文臺阿里觀測站和阿里天文臺的成立，會逐步吸引更多學科領域的科研團隊進駐阿里開展科研工作，切實展開院地友好合作。”

如今，于2012年年底成功架設的50厘米口徑望遠鏡觀測設備近期已經在阿里監測站投入使用，科學家將利用它對太陽系天體、恒星形成區以及變星樣本進行觀測研究。

“工欲善其事，必先利其器”，這句話對天文學家而言再恰當不過。“當前，天文學領域的競爭是大型望遠鏡設備的競爭，觀測地點的條件對發揮望遠鏡關鍵性能起著決定性作用。”他說，“毫無疑問，阿里觀測站的建成，將為我國天文學未來發展奠定堅實基礎。”

“根據目前觀測，阿里天文臺的視寧度至少優于0.8角秒，可與莫納凱亞天文臺媲美，具備世界一流天文臺的條件。”國際天文學聯合會主席海部宣男曾在接受媒體采訪時對阿里站給出如此評價。他指出，一旦阿里天文臺建成，將成為亞洲最佳的世界級天文臺，成為推動亞洲天文學界合作的極好平臺。

同時，阿里地處全球望遠鏡分布的空乏區，具備天文與空間觀測的地理優勢。其高晴日數、高透明度和低水汽條件對于高能、紫外、紅外、亞毫米波觀測和太陽觀測都具有絕對優勢，適宜于建立全波段觀測基地。此外，建成后的阿里天文臺將成為北半球首個海拔5000米以上的天文臺，可協同其他國際天文臺對特定天體目標進行全天不間斷追蹤觀測。

據悉，整個阿里天文臺建設預計將持續10年時間。根據目前規劃，建設口徑10米望遠鏡的投資數額巨大，若未來建設口徑30米大型望遠鏡，則需要多國合作投資建設。包括中國、日本、韓國在內的國際天文學界將共同出資支持阿里天文臺建設。業內專家認為，阿里天文臺也將成為天文學界國際合作的典型案例。

就在接受記者采訪的第二天，姚永強又要動身前往阿里。在他看來，中國西部天文選址的工作遠未結束，“選址是為建設中國新一代望遠鏡設備的前瞻性研究，直接關系到國家重大天文設備的投入決策和長遠發展戰略”。

姚永強和同事仍然在漫漫“選址路”上，一步一個腳印地行進。