中国科大实现对南极望远镜的高效远程控制 2018-08-12

南极地区因其独特的地理位置和自然条件,蕴藏着宇宙起源、地球生命起源、气候变化、冰盖稳定性等重大且尚未解决的科学前沿问题的答案,是地球科学、大气科学、天文学、海洋科学、生命科学等领域研究的独特资源高地。


南极独特的地理位置、自然环境和生态系统使得其成为天文观测、环境本底监测、外层空间观测、生态系统观测和地球物理研究等重大科学工程的良好实验基地,非常有利于推动低温工程材料、远程通讯技术、极端条件下人体医学、航空航天工程等研究领域的发展。特别是对于天文观测,南极内陆高原有独特的优势:有极好的自由大气视宁度,这是南极之外任何台址都无可比拟的;近地层高度低;水气含量低,红外背景辐射少,特别适合开展红外和亚毫米波天文学和仪器的研制;大气透过率高;等晕角大,相干时间长,是开展光干涉和自适应光学的理想场所;风速小,地震少;利于简化望远镜的设计,降低望远镜的造价;空气干燥、尘埃少,大大减小了望远镜的镀膜次数, 提高光学观测效率。


南极具有近太空的条件, 其天文观测的条件是地球上最好的,但是对于观测设备来说要克服各种极端的环境,比如极端的低温、维护困难等,因此对天文观测设备控制、运行及观测带来了新的课题。


由中国科大物理学院“核探测与核电子学国家重点实验室”、南京天光所、中国极地研究中心联合研制的南极亮星巡天望远镜于2016年4月1日在南极中山站顺利完成安装和试运行,南极极昼结束后立即投入运行、开展观测, 并被评选为年度“十大天文科技进展”。


针对该望远镜在南极恶劣环境下运行的需求,由中国科大物理学院近代物理系“核探测与核电子学国家重点实验室”王坚副教授带领的团队进行了南极望远镜自主观测和远程控制的研究,基于EPICS和RTS2完成了南极望远镜的自主观测和控制系统,相关成果以” An Autonomous Observation and Control System Based on EPICS and RTS2 for Antarctic Telescopes”为题,发表在国际权威期刊<<皇家天文学月刊>> [MNRAS (IF:5.194,2018) 455 (2), 2016] 上。


针对低带宽卫星通道进行高效远程控制系统的研究,利用最新的基于WEB的服务框架技术、主从服务器技术、数据高效同步和转发技术,把对南极望远镜控制接口引到国内服务器,极大地减小了远程控制对带宽的需求,提高了天文学家操控南极望远镜的用户体验和观测效率。相关成果以“A Web Service Framework for Astronomical Remote Observation in Antarctica by using Satellite Link”为题,发表在最新一期的天文信息学国际权威期刊<<Astronomy and Computing>>[Astronomy and Computing(IF:2.754,2018), Volume 24, July 2018 ]上,并以“ From Antarctica to the stars”为题作为亮点文章进行了报道。


王坚课题组针对南极望远镜开发的自主观测和远程控制系统,形成对恶劣条件下观测设备的高效控制,适用于各种科研设备,构建了自主观测和远程控制框架,并进行了推广应用,特别是部署在南极的观测设备,极大地提高其观测效能。目前已经应用在即将前往南极安装的红外天光背景测量仪、中国小望远镜阵列2(CSTAR2)以及安装在青海德令哈量子1.2米望远镜天文端的操控。


本工作获得中国科学技术大学创新团队培育基金、重要方向培育基金、国家自然科学基金委的资助。


文章链接:

https://doi.org/10.1093/mnras/stv2299

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213133717300690


亮点文章报导链接:

https://www.journals.elsevier.com/astronomy-and-computing/highlighted-articles/from-antarctica-to-the-stars



(物理学院)




     
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