恐龙巨镜的自白

杜芝茂

我叫TMT，全称叫30米望远镜（英文名称Thirty Meter Telescope的缩写）。作为光学天文望远镜，我的主镜直径足足有30米，而圆顶的直径更是达到了66米，因此，我也获得了一个很霸气的昵称——恐龙巨镜。我预计将于2023年正式与大家见面，届时我将会是世界上最先进的光学天文望远镜，很荣幸在开建之初能有机会在这里向各位介绍自己。

我最初的概念是由美国加州理工学院、加州大学和加拿大大学天文研究联盟的科学家们共同提出的。不过，在他们提出之后，世界上的很多国家都对我产生了非常浓烈的兴趣，如美国、加拿大、日本、中国、巴西和印度等。在多个大学和科研机构的众多科学家长达20年缜密的前期研究和概念设计下，我终于正式诞生了，并于2014年10月开工建设。我的建造预算约为18亿美元，为了建造我，世界多国合作出资出力——主镜由中、日、印分摊制造，圆顶由加拿大承担，并且每个参与国家还要承担相应比例的现金支出，其中，中国就承担了总制造费用的10%。

美国夏威夷的莫纳克亚山顶，是全球最优质的天文台址，被称为天文学的宝地。莫纳克亚山顶海拔超过4200米，位于云端之上，晴夜数多，一年有超过300天的晴天；并且，此处空气稀薄，对星光的吸收少，气候干燥，水气含量低；此外，大气稳定，视宁度好（如果大气不稳定会将星像扭曲，降低观测的分辨率）。因此，我很幸运地被选落在这里，这样的条件才能使我的能力得到最大的发挥。

与普通的光学天文望远镜相比，我最大的特点就是大视场。其整个结构大体由核心主镜、第二反射镜、万向转镜三部分组成。核心主镜由492个六边形镜面拼接而成，主要功能是收集光束；第二反射镜是将核心主镜收集的光束反射给万向转镜；万向转镜作为第三镜，其功能是将汇聚的光传给终端仪器。为了使得我的能力得以充分发挥，科学家们还为我配备了一系列自适应光学系统，包括APS（校准和分析系统）、MIRAO（中红外自适应光学系统）、NFIRAOS（近红外光学系统），它们可以校正大气对原始星像的扰动，使得我对天体目标的观测达到主镜直径衍射的极限空间分辨率，就相当于我身处在地球大气之外对天体进行空间观测。

此外，我圆顶的设计也是非常特别的——我的圆顶直径可以在水平和倾斜的两个面上旋转，实现巨镜的全方位观测；而在圆顶的周围还设计有98个通风口，可以达到最大的通风效果。通过通风口的气流会经过优化，变得更为平稳，减少了气流扰动对观测造成的影响。

与许多同类光学天文望远镜相比，我最大的特点是我的主镜直径比它们大很多，以哈勃天文望远镜为例，我的主镜直径约为它的7倍。为什么我要选这么大的直径呢？首先，大的主镜直径会提高望远镜的分辨率，我能将远距离的天体分辨得更加清晰。其次，望远镜主镜直径的大小不同，对不同波长的光的敏感程度也是不同的。选择30米的主镜直径，可以使我对不同波长的光线都保持较高的灵敏度，从而获得更加优质的图像。

除此之外，我还拥有红外和光学两种“眼睛”——不仅可以在光学波段工作，我还可以在红外波段工作，还配备了WFOS（宽领域、多目标光学光谱仪）、HROS（高分辨率光学光谱仪）、IRMOS（近红外多目标光谱仪）、WIRC（大视场红外相机）、MIRES（中红外光栅光谱仪）、PFI（行星形成成像仪）、NIRES（近红外光栅光谱仪）、IRIS（红外成像光谱仪）等高性能观测终端。这使我同时拥有了两种望远镜的功能。这两种“眼睛”使我对从可见光到红外波段的光都有着极其强大的观测能力，成为了望远镜中的“千里眼”。通过这两种“眼睛”获得的信息能够相互对比、相互补充，为进一步认清天体本质提供强有力的手段。

众所周知，哈勃空间望远镜是一台功能非常强大的天文望远镜，我与哈勃不同的是，它是空间望远镜，在地球轨道空间工作，而我是地基望远镜。虽然我住在地上，但在天文观测能力方面一点都不逊于我的哈勃兄弟：就主镜直径而言，我远大于它；就波段而言，我能在光学和红外的多个波段观测，而哈勃只能在光学波段观测——以1微米波段为例，我的空间分辨率为7毫角秒，几乎是哈勃空间望远镜空间分辨率的10倍，比现行的大型地基光学望远镜的分辨率高10～100倍。

我的落成，将会给天文学和天体物理学的发展提供新的机会，给人类进一步认识宇宙提供有效手段。在我的帮助下，人类将可以观测到距离地球130亿光年的地方，科学家将可以通过我，进一步认识暗物质、暗能量的本来面目，研究超质量黑洞和星系之间的联系，行星和恒星结构，太阳系和行星大气的化学和气象信息，以及完成在太阳系外的星球上搜寻生命等科研任务。