122岁东亚第一镜复明佘山天文台史

历时两年，岁的上海佘山天文台即将完成史上最大规模修缮。大修之后，在此历经年风雨、曾是“东亚第一镜”的40厘米口径大双筒折射望远镜已恢复了观测能力。再度打开穹顶，凝望宇宙，这台百年宝镜在功能性修复的过程中，不经意间向世人展现出了惊人的魅力，以及尘封于历史的往事。▲完成功能性修复的佘山40厘米口径大双筒折射望远镜（摄/本报记者袁婧）时隔两年，再次踏上佘山天文台主楼圆顶，岁的“百年宝镜”已焕然新生。佘山天文台始建于年，自年在此完成安装，这台产自法国、当时价值十万法郎的望远镜，最后一次打开是在年。经过周密完善的前期研究与筹备，中国科学院上海天文台在相隔16年后的年，对这台沧桑巨镜启动功能性修复。更换物镜、更换圆顶与导轨齿轮，清洗保养多个零部件，当星光再次透过望远镜，天文台工作人员欣喜惊呼“太清晰、太透亮了”！告别曾经的老式底片，安装上数码相机，这台百年宝镜将在完成验收后，重新与公众见面。伴随望远镜的修复，一幕幕值得科学史铭记的尘封场景也重新浮现。锈蚀圆顶化身百年佘山天文“时间轴”这台曾被誉为“东亚第一镜”的大双筒折射望远镜兢兢业业工作了上百年，曾拍摄下多张天文照片。根据佘山天文台保留的资料，其最后一张底片拍摄于年。“当时，我们发现它成像不太清晰，即使直接目视，也总觉得有一层黄蒙蒙的雾气。”上海天文台光学天文技术研究室工程师慎露润回忆，直到这次将长逾7米的方形镜筒放下来，大家才发现历经百年的镜片已遍布霉斑、水渍。▲大双筒更换下来的百年前旧镜片（摄/汤海明）其实，在百余年前选址佘山建天文台时，法国传教士们就已经意识到，虽然佘山地基坚固稳定，适合建造天文台，但山脚稻田密布，湿度很高。水汽沿山坡而上，佘山顶如同“身处一片沼泽地的雾气之上”，会影响天体观测效果。这一缺陷到后来才逐渐显现出来。比如，大双筒的物镜位于镜筒前端，在观测时经常敞开于室外，容易侵入水汽，经年累月难免变得“老眼昏花”。而常年处于室内的目镜则相对保存完好，只需仔细清洗保养，仍可回岗工作。在水汽的不断侵蚀下，笼罩于大望远镜上、直径10米的铁质圆顶也锈蚀不堪。年，望远镜与配套圆顶在法国巴黎的高梯尔工厂制造完毕，次年开始运往上海，并于年完成安装。得益于其先进的制造工艺，在可灵活旋转的圆顶配合下，尽管镜身重达3吨，却可直接进行高精度天文观测。“大圆顶是铁质一体冲压成型，也经过防锈处理，但终究经不起佘山上百余年的高湿度侵蚀。”上海天文台佘山科普教育基地负责人汤海明介绍，年圆顶最后一次打开时，望远镜圆顶因齿条锈蚀磨损而卡住，从此无法灵活转动。▲修复后，打开圆顶，大双筒重新凝望星空（摄/汤海明）经过仔细勘察，修复人员决定整体更换圆顶，同时替换掉无法继续使用的部分齿轮。这些体积庞大、满身锈迹的百年铁皮，就这么白白丢弃了吗？显然太可惜了。与望远镜修复同步进行的，还有设于佘山天文台内的上海天文博物馆的展陈更新。于是，策展团队就对部分见证了百年沧桑的圆顶铁皮进行了表面处理，将其镶嵌在展馆入口的时间长轴上。▲上海天文台博物馆更新后的序厅（摄/本报记者许琦敏）色泽如同油画，斑驳沉淀岁月，圆顶铁皮一路见证了佘山天文台从“东亚第一镜”、1.56米光学天体测量望远镜、25米射电望远镜，直至天马望远镜（65米射电望远镜）的发展之路，也见证了中国天文学的一路成长。多枚精致零件透露法式优雅与执着伴随一阵电机启动齿轮的声响，新换的白色圆顶开启，这台40厘米口径、焦距长达7米的巨镜在更换了新的“眼睛”之后，再次拍摄下了一幅幅锐利清晰的天文照片。▲大双筒“复明”之后拍摄下的月球表面照片（上海天文台供图）在望远镜所在的圆顶观测室内，一幅幅拍摄月面、木星等天体的高清画面滚动播放，它们都是这台百年宝镜恢复“视力”之后的作品。为曾经的“东亚第一镜”“复明”实在是一个艰巨而庞大的工程。上海天文台光学天文技术研究室高级工程师郑立新说，最大的难点就在于望远镜本身参数的资料严重缺失，几乎无处可查，“可能传教士离开时随一部分观测资料一起带走了，也可能在战乱岁月中散佚了”。面对国宝级的望远镜，修复之前必须有充分的准备。早在年，郑立新所在的研究室就着手研究修复的可能性。“最后，我们决定直接在望远镜上测参数。”该研究室副主任周丹介绍，他们把望远镜巨大的镜筒平放下来，对镜片折射率、材料结构等参数进行测量，再去度身定制，争取完美“复刻”老镜片。19世纪后期，照相技术开始运用于天文观测。彼时，欧洲天文界正流行一种专门用于天体测量的折射式望远镜。这类望远镜标准口径33厘米，焦距3.4米，而佘山上的传教士们为了建造一台“放大倍率能与最大的望远镜相匹敌的专业设备”，特地定制了40厘米口径、7米焦距的“增强版”。“口径越大，制造难度越高，也越难找到加工厂家。大双筒这两组（共四片）物镜，每组重有40公斤。为了给它们找到合适的材料、结构，以及加工企业，我们花好几个月的时间筛选。”郑立新说，当年法国制造的物镜与镜框一体拼接，因此在定制产品与修复时，必须将它们一起更换。▲大双筒的擒纵机构，表盘下方有精美小灯泡为刻度读数照明（摄/汤海明）“我们这次秉持的原则是尽量使用原有配件，但当我们打开望远镜时，还是被百多年前制造的零部件震惊了。”慎露润说，零部件总共分为30多个子系统，共有多组、多个单件，它们不仅做工精良、设计实用，造型还非常优美。众所周知，观测星空要避开光线干扰。现代望远镜可以通过电子设备自动记录数据。19世纪末，天文学家如何在黑暗的夜晚靠目视读出位于机械表盘上的刻度数字呢？慎露润指着一个表盘附近只有火柴棍长短的小小灯泡说，这幽幽的红色柔光既可让观测者方便读数，又不会干扰其眼睛适应暗夜环境，曲面造型显得典雅舒适。38年后有望第三次见证哈雷彗星回归“这台大双筒望远镜曾在年、年两次记录下了哈雷彗星的回归，这次功能性修复之后，如果保养得当，它将可能在38年后的年，再次见到哈雷彗星的回归。”上海天文台党委书记侯金良对这台巨镜的“预期寿命”相当乐观。▲大双筒年、年拍摄的哈雷彗星图片（上海天文博物馆供图）目前，世界上尚有数台与“东亚第一镜”同时代的古老望远镜“健在”。佘山天文台升级改造项目展陈顾问朱达一将这台望远镜功能性修复的消息在社交平台上发布后，受到了国外同行的

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