LAMOST望远镜

大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜（Large Sky Area Multi-Object Fibre Spectroscopy Telescope，LAMOST）是一架横卧南北方向的中星仪式反射施密特望远镜。应用主动光学技术控制反射改正板，使它成为大口径兼大视场光学望远镜的世界之最。由于它的大口径，在曝光1.5小时内可以观测到暗达20.5等的天体。而由于它的大视场，在焦面上可以放置四千根光纤，将遥远天体的光分别传输到多台光谱仪中，同时获得它们的光谱，成为世界上光谱获取率最高的望远镜。它将安放在国家天文台兴隆观测站。项目投资2.35亿元。它将成为我国天文学在大规模光学光谱观测中，在大视场天文学研究上，居于国际领先的地位。^[1]

项目提出

　　我国天文界经过多年的努力建设了以2.16米、1.56米光学望远镜、1.26米红外望远镜、太阳磁场和多通道望远镜、13.7米毫米波、米波综合孔径、以及甚长基线干涉射电望远镜为代表的天文学实测基础，有力地促进了我国天文研究的开展，提高了我国天文学在国际上的地位。
　　为了天文事业的进一步发展，我国天文界分析了当代天文和天体物理学的发展趋势、中国天文学的现状，并结合我国当前社会发展的需要和可能性，提出了“大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜 (LAMOST)”项目，建议列入“九五”期间国家重大科学工程计划。它瞄准了涉及天文和天体物理学中诸多前沿问题的大视场天文学，抓住大规模光学光谱开拓的可贵机遇，以新颖的构思、巧妙的设计实现了光学望远镜大口径兼备大视场的突破。随着项目建设在二十一世纪初的完成，它将使我国天文学在大规模光学光谱观测、在大视场天文学研究上，在国际上居于领先地位。
　　该项目由中国科学院院士王绶琯、苏定强为首的研究集体建议，得到了天文界广泛的支持，由中国科学院提出，经过反复论证，于1996年列为国家重大科学工程项目，1997年4月得到国家计委关于项目建议书的批复，1997年8月29日得到国家计委关于项目可行性研究报告的批复。目前正在进行项目初步设计。
　　LAMOST是一台横卧于南北方向的中星仪式反射施密特望远镜。如图所示，它由在北端的反射施密特改正板MA、在南端的球面主镜MB和在中间的焦面构成。球面主镜及焦面固定在地基上，反射施密特改正板作为定天镜跟踪天体的运动，望远镜在天体经过中天前后时进行观测。天体的光经MA反射到MB，再经MB反射后成像在焦面上。焦面上放置的光纤，将天体的光分别传输到光谱仪的狭缝上，然后通过光谱仪后的CCD探测器同时获得大量天体的光谱。^[2]

结构

　　横卧于南北方向的中星仪式装置，将望远镜的球面主镜及焦面固定在地基上，而由反射施密特改正板进行跟踪，使大视场的施密特望远镜增大口径所需的长焦距成为可能，其长镜筒无需跟踪旋转；同时简化了尺寸最大的球面主镜及其支撑结构部分的设计和制造，也使得安放有许多根光纤的大焦面可以不必像通常的望远镜那样随着镜筒一起旋转。反射施密特改正板采用地平式机架跟踪，也简化了结构和圆顶尺寸。望远镜南端略高，使其光轴与地平成25度角，以适应台址纬度，可观测天区的赤纬从-10度到+90度。 球面主镜大小为6.67米 6.05米，曲率半径40米，由37块对角线长1.1米，厚度为75毫米的六角形球面子镜组成。反射施密特改正板处在主镜球心，大小为5.72米 4.40米，由24块对角线长1.1米,厚度为25毫米的六角形平面子镜组成。望远镜有效通光口径4米，观测低赤纬天区时略大，观测高赤纬天区时略小。焦距为20米，相应的焦比为5。反射施密特改正板应用既有控制拼镜面的共面，又有控制单块薄镜面的非球面面形的主动光学新技术。它将两种主动光学技术集于一身，不仅用于校正望远镜的安装误差、加工误差和重力变形，更主要的是用于校正球面主镜的球差，达到施密特望远镜具有的大视场。这个系统在直径5度视场范围内有优良的像质，视场边缘的最大像斑为1.77角秒。相应于5度视场，直径为1.75米的焦面上放置4000根光纤。采用并行可控的光纤定位技术，可在较短的时间里将光纤按星表位置精确定位，并提供了光纤位置微调的可能。这将在光纤定位技术上突破目前世界上同时定位640根光纤的技术。通过这样的构思和设计，解决了大视场的施密特望远镜透射改正板很难做大，大口径反射望远镜视场较小的问题，使LAMOST成为大口径兼大视场光学望远镜的世界之最。由于它的4米口径，在1.5小时曝光时间内以1纳米的光谱分辨率可以观测到20.5等的暗弱天体的光谱；由于它相应于5度视场的1.75米焦面上可以放置数千根光纤，连接到多台光谱仪上，同时获得4000个天体的光谱，成为世界上光谱获取率最高的望远镜。
　　光学光谱包含着遥远天体丰富的物理信息，大量天体光学光谱的获取是涉及天文和天体物理学诸多前沿问题的大视场、大样本天文学研究的关键。但是，迄今由成像巡天记录下来的数以百亿计的各类天体中，只有很小的一部分（约万分之一）进行过光谱观测。LAMOST作为天体光谱获取率最高的望远镜，将突破天文研究中光谱观测的这一“瓶颈”，成为最具威力的光谱巡天望远镜，是进行大视场、大样本天文学研究的有力工具。 LAMOST对上千万个星系、类星体等河外天体的光谱巡天，将在河外天体物理和宇宙学的研究上，诸如星系、类星体和宇宙大尺度结构等的研究上作出重大贡献。对大量恒星等河内天体的光谱巡天将在河内天体物理和银河系的研究上，诸如恒星、星族和银河系的结构、运动学及化学等的研究上作出重大贡献。结合红外、射电、X射线、γ射线巡天的大量天体的光谱观测将在各类天体多波段交叉证认上作出重大贡献。
　　望远镜将安放在中国科学院北京天文台兴隆观测站。投资2.35亿元人民币，建设周期7年，2004年底开光观测。建成后将作为国家设备，向全国天文界开放，并积极开展国际合作。^[2]

项目科学技术委员会委员

　　王绶琯 项目科学技术委员会主任
　　苏定强 项目科学技术委员会委员
　　陈建生 项目科学技术委员会委员
　　朱能鸿 项目科学技术委员会委员
　　王大珩 项目科学技术委员会委员
　　雷天觉 项目科学技术委员会委员
　　唐九华 项目科学技术委员会委员
　　苏洪钧 项目科技委员会副主任^[3]

科学目标

　　三大核心课题：
　　

LAMOST的科学目标

河外光谱巡天——宇宙大尺度结构等
　　恒星光谱巡天——银河系结构等
　　天体多波段交叉证认
　　几个跨世纪时期的重大课题，如：大天区范围星系红移完备样本测量；类星体侯选体证认和红移测量；成批活动星系核，星系的高、中分辩率光谱测量；射电源，红外源，X射线源的证认和后随测量；“依巴谷卫星”三角观差及高自行恒星的光谱测量；特红恒星的光谱测量等等，当能说明其重要的科学价值和巨大的课题容量，以及其带动研究、带动