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三次挺進南極之巔「追星」 專訪天文學家李正陽:想培養更多仰望星空的人

2024-03-29科學
【人物名片】
李正陽,中國科學院南京天文光學技術研究所研究員。曾3次參加中國南極內陸科學考察。獲得中國優秀南極科考隊員、中國科學院優秀共產黨員、第四屆江蘇技能大獎「江蘇工匠」等榮譽。
李正陽在安裝首台南極巡天望遠鏡。受訪者供圖
2024年1月,在海拔4087米的中國南極昆侖站,一抹靚麗的「中國紅」於冰天雪地中格外耀眼——中國首台近紅外望遠鏡成功執行。來自中國科學院南京天文光學技術研究所的李正陽,正是親手點亮這抹紅的成員之一。
李正陽在南極海拔最高點昆侖站。受訪者供圖
對南極來說,李正陽是一名「老熟人」。今年已是他第三次赴南極冰蓋最高點——冰穹A執行天文科考任務。
「仰望星空,腳踏實地」,李正陽就是那個站在南極之巔「追星」的天文學家。他說,他要在這裏尋找宇宙終極問題的答案。
01
點亮南極那抹「中國紅」
今年是中國開展南極科考40周年,對李正陽來說也意義非凡。2011年、2014年、2023年,他曾三次登頂南極冰穹A開展天文科學考察,也是該學科方向執行南極現場任務次數最多的兩人之一。「有挫折、有意外、有奮進、有成果」,對此前剛結束的第40次南極科考,他總結道。
上月底,李正陽主持研發的近紅外望遠鏡,首次開展近紅外天文觀測以及近地空間環境全時段監測,成功測定了昆侖站全天空的近紅外天光背景亮度等關鍵數據,為昆侖站開展全年空天觀測提供了堅實基礎。
李正陽與南極昆侖站近紅外望遠鏡合影。受訪者供圖
李正陽介紹,該裝備套用自主研發的耐低溫光學鏡筒、全密封直接驅動電機等關鍵工藝,顯著提升了器材的環境適應能力。
三次入選南極科考,李正陽何以與天文領域結下不解之緣?他告訴封面新聞記者,早在高考選誌願時,便選擇了物理類中的光學工程。
大三時,他被授課老師提到的望遠鏡、顯微鏡、光纖儀器深深吸引,於2009年考入南京天文光學技術研究所,參與南極天文光學望遠鏡和台址監測儀器的研制,負責光學系統設計、偵錯和現場安裝,2014年博士畢業後留所工作。
如今,李正陽主要負責極區光學望遠鏡裝備研發。面向未來,他說,將持續工作在南極科學考察一線,集中攻克極端台址光學望遠鏡可靠穩定高質素執行的關鍵技術,讓更多自主研制的光電器材執行在地面最優台址,為空天觀測提供珍稀觀測數據。
02
「尊重選擇並堅持下去」
看似尋常最奇崛,成如容易卻艱辛。對李正陽來說,距離首次參加南極科考已12年了,但回憶起來依然感慨萬千。
2011年,讀博士研究生一年級的李正陽,因紮實的專業知識水平、出色的動手實踐能力和較強的身體素質,入選中國第28次南極科學考察隊,主要負責首台南極巡天望遠鏡在南極高原最高點的安裝和光學偵錯任務。
在南極這塊冰封的大陸上,平均冰厚2000多米,海拔4100米,只有0.5個大氣壓,路途中嚴寒大風是常態,要挺進冰穹A需要在雪面上行進1260千米。而天文科學考察現場執行在極晝期間開展,工作溫度-40℃左右,工作視窗僅20天。「我們在現場工作經常會遇到多學科交叉復雜問題,在有限的條件下需要高效率解決各種異常情況,稍有測試不到位就可能造成不可逆的失敗。」李正陽說。
李正陽在科考途中參與修雪地車。受訪者供圖
頂著任務的巨大壓力和極寒缺氧的惡劣環境,李正陽的身體和心理都經受著嚴峻挑戰。他回憶,有關望遠鏡的工作都在戶外,偵錯精密儀器時經常需要摘掉手套,「觸碰金屬時會有冰凍的刺痛感,極易凍傷」。
冷酷惡劣的環境容易放大性格的弱點,李正陽直言,易怒、寡言、挫敗感時時困擾著他。但他依然咬牙堅持下來。
「把工作的每一天都當成當季工作的最後一天」,李正陽懷揣著這個信條,想方設法攻堅克難,強調在現場工作「不留遺憾」,最終和隊員圓滿完成任務,在冰穹A成功安裝中國首台可遠端控制自動跟蹤的南極巡天望遠鏡,入選2011年度「中國十大天文科技進展」。
「特別能吃苦」,是李正陽隊友對他的評價。2014年,李正陽再次被選派參加南極科考。這一次,面對時間緊、人員少、任務重等多重困難,他獨自承擔了戶外安裝的所有工作。經過連續23天艱苦奮戰、加班加點,他最終完成南極巡天望遠鏡AST3-2光學系統安裝與準直,解決了無人值守的指向校正技術,AST3-2後續觀測也獲得人類歷史上首次重力波光學對應體的測光數據,引發國際社會廣泛關註。
「尊重自己的選擇,並堅持走下去,不讓自己為最初的選擇後悔。」這是李正陽分享給南極科考新隊員的建議,也是他進行自我心理建設的內容。在他看來,在科研工作和生活中,要堅定自己的選擇,即便客觀結果不遂心意,個人的成長也是寶貴的收獲。
從最初胸懷「天高任鳥飛的豪情」,到如今面對年輕新隊員「升騰起強烈的責任感」,歷經三次南極科考,他說:「感受最深的是極地人在極端環境下的家國情懷,以及在個人成長上的極致追求,這種堅韌也成就了極地人的無二氣質,激勵我們勇攀科學高峰。」
03
「培養更多仰望星空的人」
深耕天文學領域十五載,李正陽愈發感覺到天文學科普教育的重要性。有數據統計,中國14億人只有不到3000名職業天文學家,相當於每46萬人中才出1名天文學家。他分析,相對其他學科,天文學的科普推廣受眾面較小。
近年來,不少中小學嘗試多種形式的天文科普教育,如采購天文觀測設施、開發校本課程、組織天文活動等,將天文前沿課程、台站研學和科研小課題等內容相結合。
李正陽認為,當前天文科學教育還有很多不容忽視的問題,如科普教材資料陳舊,無法緊跟時代步伐;專業天文器材投入及後期維護成本高昂;中西部偏遠落後地區的學生,很難獲得與東部較發達地區同等的天文教育資源。
如何才能培養更多「仰望星空」的人?李正陽建議制定標準化指南,幫助中小學選取合適的觀測器材,並提供統一維護方案,讓天文望遠鏡在使用、維護、購買等方面更加便捷,讓每個學生都有用上的機會。
與此同時,他還積極走進校園,給孩子們做天文學科普講座。「我們去南極幹什麽、怎麽去」「南極如何吃喝睡」……他結合一幅幅精美的星圖和南極風景照,介紹有關南極科考的趣聞,其間融合淺顯的天文知識,滿足學生們的好奇心、點燃熱愛天文的小火苗。
李正陽在小學科普現場回答提問。受訪者供圖
「我生長在大山裏,小時候活動範圍也就方圓三十裏,沒機會接觸到新鮮的知識和外面的世界。當我長大後,看到這個世界的廣袤和美好,我想讓我的孩子和更多孩子都能看到。」李正陽說。
作為科研工作者,李正陽也想在科學和公眾之間架起一座橋梁。「天文學和其他學科在培養人才的路徑上是一致的」,他說,有仰望星空思考「日月安屬,列星安陳」的有誌青年,選擇這個方向勇敢向前,前面的路一定是繁花盛開。
封面新聞見習記者 戴雲 記者 代睿