國(guó)內(nèi)首個(gè)火流星監(jiān)測(cè)網(wǎng)目前正在北京建設(shè)，六個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)選在北京天文館、大興、懷柔、平谷、密云、延慶。今后，任何劃過北京上空的火流星、隕石等天體都“逃”不過監(jiān)測(cè)站的“眼睛”。據(jù)悉，監(jiān)測(cè)網(wǎng)有望2010年內(nèi)正式建成。

火流星監(jiān)測(cè)網(wǎng)-目的

流星

2000多年前，希臘天文學(xué)家希巴斯對(duì)天空中無數(shù)的繁星做了標(biāo)記，他將肉眼可以看到的星星以亮度高低分為六個(gè)等級(jí)，即一等星到六等星，星星越亮，等級(jí)就越低，按照這種標(biāo)識(shí)，就有了火流星的說法，所謂的火流星指的就是達(dá)到一定亮度的流星，也就是至少達(dá)到三等星以上等級(jí)的流星。

為了捕捉到流星們的運(yùn)行軌跡，北京正在籌建“火流星監(jiān)測(cè)網(wǎng)”，這也是國(guó)內(nèi)首個(gè)火流星監(jiān)測(cè)網(wǎng)。該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人、北京天文館高級(jí)工程師寇文說，監(jiān)測(cè)網(wǎng)共有6個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，分布在北京天文館、大興、懷柔、平谷、密云、延慶，計(jì)劃將在2010年底前全部建成，等監(jiān)測(cè)網(wǎng)建成之后，北京上空不論是出現(xiàn)零星的單個(gè)流星體，還是成群的流星雨等都將逃不過它的“法眼”。截止到目前為止，世界上還沒有出現(xiàn)真正正規(guī)的火流星監(jiān)測(cè)網(wǎng)。

火流星監(jiān)測(cè)網(wǎng)-作用

監(jiān)視京城“天外來客”

流星雨襲來之際轉(zhuǎn)瞬即逝，人們只能欣賞到片刻的天文奇景，即使是天文愛好者，也只能通過肉眼、拍照、視頻等方式記錄下它的瞬間，但至于每顆流星劃過的坐標(biāo)、亮度大小、距離等都很難有準(zhǔn)確的判斷，也不利于科學(xué)家們對(duì)流星的研究。流星是出現(xiàn)于距離地面幾十公里至100公里的區(qū)域內(nèi)的天文現(xiàn)象，加上流星軌跡和地球形狀的限制，同一顆流星不見得能被兩個(gè)地方的人看到。比如北京上空出現(xiàn)流星時(shí)，廣州就看不到。

“當(dāng)兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)能同時(shí)看到一顆流星時(shí)，通過不同角度拍攝到的畫面，經(jīng)過電腦分析處理，能夠計(jì)算出這顆流星精確的高度、速度以及經(jīng)緯度等數(shù)據(jù)?！笨芪谋硎荆@些數(shù)據(jù)能為研究流星分布規(guī)律提供參考數(shù)據(jù)，同時(shí)也為發(fā)現(xiàn)新的流星群提供數(shù)據(jù)支持。他談到，如果全國(guó)各地都能建設(shè)這樣的監(jiān)測(cè)網(wǎng)的話，就能形成無縫覆蓋監(jiān)測(cè)網(wǎng)，只要是在我國(guó)境內(nèi)出現(xiàn)的流星都將不得不留下“足跡”，歐洲就有著類似的無縫覆蓋監(jiān)測(cè)網(wǎng)，但主要是天文愛好者在做。

可發(fā)現(xiàn)新的流星群

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、北京天文館專家寇文解釋說，火流星指的是達(dá)到一定亮度的流星，而事實(shí)上，監(jiān)測(cè)網(wǎng)建成后，北京上空不論是零星的單個(gè)流星體，或是成群的流星雨都是能捕捉到的。

根據(jù)流星的軌跡和地球的形狀，不是地球上的任何兩地都可以同時(shí)看到同一個(gè)流星，比如在北京上空看到流星時(shí)，在上海是看不到的;而在北京市區(qū)看到流星時(shí)，在百公里外的密云是可以看到的，“通過對(duì)不同地點(diǎn)觀測(cè)到的同一流星的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，就可以算出某一流星的高度、速度、軌道等對(duì)科研非常有價(jià)值的科學(xué)數(shù)據(jù)，為研究流星分布規(guī)律等提供參考，同時(shí)也可以發(fā)現(xiàn)新的流星群，而這正是監(jiān)測(cè)網(wǎng)預(yù)定的任務(wù)”，寇文介紹說。

“火流星劃過北京上空，肯定能被監(jiān)測(cè)站記錄下來，把兩個(gè)監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)匯總就可得出有效數(shù)據(jù)?！笨芪慕忉屨f。

火流星監(jiān)測(cè)網(wǎng)-站點(diǎn)設(shè)備

內(nèi)裝6個(gè)攝像頭及自控設(shè)備

目前歐洲有著類似的無縫覆蓋監(jiān)測(cè)網(wǎng)，主要是天文愛好者在做，而在國(guó)內(nèi)尚屬空白，可以說世界上并沒有正規(guī)的火流星監(jiān)測(cè)網(wǎng)。北京在建監(jiān)測(cè)網(wǎng)六個(gè)站點(diǎn)選定在大興、懷柔、平谷、密云、延慶和北京天文館，大多建在學(xué)校和科普基地內(nèi)，只要有兩個(gè)站點(diǎn)啟動(dòng)，監(jiān)測(cè)網(wǎng)就可以工作了。

每個(gè)站點(diǎn)的監(jiān)測(cè)設(shè)備包括一個(gè)像小屋子一樣的天文圓頂，可以自動(dòng)打開和關(guān)上。里面的監(jiān)測(cè)設(shè)備主要是組裝的6個(gè)攝像頭和自動(dòng)控制設(shè)備。“小屋子”天文圓頂高3米左右，直徑2米多，上半部分像花瓣一樣，能打開或者閉合。里面的“核心”看上去和普通的攝像頭差別不大，是博物館、銀行等機(jī)構(gòu)使用的高靈敏度微光監(jiān)控?cái)z像頭，6個(gè)攝像頭組裝起來的監(jiān)控范圍可以達(dá)到從地平線到頭頂?shù)恼麄€(gè)天空，而攝像頭數(shù)量也可根據(jù)需要調(diào)整。

每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)都由6臺(tái)攝像機(jī)、一套由計(jì)算機(jī)組成的自控設(shè)備，以及一個(gè)能裝載這些設(shè)備并能自動(dòng)開啟和閉合的天文圓頂組成。使用的攝像機(jī)是高靈敏度的微光監(jiān)測(cè)攝像頭，類似銀行、展覽館等地方配置的探頭，最低能夠拍攝到的流星亮度為三等。

此外，還在攝像頭上添加了類似單反相機(jī)的鏡頭，能夠控制焦距長(zhǎng)短。每個(gè)攝像頭負(fù)責(zé)的區(qū)域只有天空的1/6，但6臺(tái)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的話，其監(jiān)控范圍可以拍到從地平線到頭頂?shù)恼麄€(gè)天空，攝像頭的數(shù)量也可以根據(jù)需要調(diào)整。

火流星監(jiān)測(cè)網(wǎng)-工作原理

當(dāng)攝像頭拍攝到流星后，會(huì)只將流星劃過的片段保留。 為了減少后期的人工剪輯，天文館的工作人員還編制了一套程序，能讓攝像頭懂得篩選，自動(dòng)將沒有流星的內(nèi)容全部剔除。

監(jiān)測(cè)網(wǎng)建成后，天文館的工作人員會(huì)將這些流星視頻輸入計(jì)算機(jī)匯總，計(jì)算每顆流星的經(jīng)緯度、飛行速度以及高度、亮度等，這些數(shù)據(jù)將全部保留下來以供后續(xù)的研究。

負(fù)責(zé)開啟、閉合的天文圓頂高3米左右、直徑2米多，像睡蓮一般，工作時(shí)能根據(jù)需要開啟和閉合保護(hù)裝載其中的攝像頭和相關(guān)設(shè)備。由于開啟、閉合的時(shí)機(jī)決定了監(jiān)測(cè)點(diǎn)能否正常自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，為此，天文館的工作人員還從美國(guó)進(jìn)口了一種氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備。

火流星監(jiān)測(cè)網(wǎng)-技術(shù)難點(diǎn)

新設(shè)備可控圓頂開合

“監(jiān)測(cè)網(wǎng)是長(zhǎng)期觀測(cè)、無人值守”。無人值守時(shí)，如何根據(jù)不同天氣情況，自動(dòng)打開和閉合屋頂成為一大難點(diǎn)。為此研究人員專門從美國(guó)購(gòu)買了氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備，可以實(shí)時(shí)判斷當(dāng)前的天氣情況，根據(jù)結(jié)果控制圓頂?shù)拈_合。

這套設(shè)備能夠通過計(jì)算風(fēng)速、氣壓等數(shù)據(jù)來判斷是否有雨，從而進(jìn)行控制。如果下雨的話，設(shè)備暴露在外會(huì)被淋壞。這套設(shè)備就好比提供了一個(gè)模板，由于每個(gè)區(qū)域的氣候不同，工作人員可以通過事先的氣象資料來“填寫”模板，讓這套設(shè)備“知道”什么樣的條件會(huì)下雨、什么時(shí)候會(huì)天黑、天黑時(shí)間的長(zhǎng)短等等。現(xiàn)在經(jīng)過1年多的氣象測(cè)試，模板已經(jīng)基本完成，它能夠準(zhǔn)確控制天文圓頂?shù)拈_啟、閉合時(shí)機(jī)。

寇文表示，目前，已在理論上解決了技術(shù)上難點(diǎn)，可靠性還要靠實(shí)踐檢驗(yàn)。 這套設(shè)備不僅能檢測(cè)火流星，經(jīng)過北京上空的隕石、衛(wèi)星、不明飛行物(UFO)等也都將在監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)。

火流星監(jiān)測(cè)網(wǎng)-精確度

今后等北京的監(jiān)測(cè)網(wǎng)建成以后，就有可能精確地算出落點(diǎn)，找到具體方位，使掉落在北京的隕石再“無處藏身”。

寇文介紹說，除監(jiān)測(cè)流星外，北京上空的隕石、衛(wèi)星、不明飛行物也在監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)。比如隕石，幾乎每年都會(huì)在我國(guó)發(fā)現(xiàn)新的隕石，但也有目擊者看到后卻不知具體落在什么地方。北京在2009年12月就有人看到西邊有“火球”隕落，最終卻沒能找到實(shí)物。監(jiān)測(cè)網(wǎng)建成后，再有這種情況發(fā)生，就有可能精確地算出落點(diǎn)，找到具體方位。

至于備受關(guān)注的UFO，寇文表示：“就目前發(fā)現(xiàn)的UFO事件來說，大部分都能有科學(xué)的解釋，但若有一天，北京要是真出現(xiàn)了外星飛船或飛碟，監(jiān)測(cè)網(wǎng)也是有可能拍到的，至少可以為這樣的事件提供一個(gè)包括坐標(biāo)、高度、速度等指標(biāo)在內(nèi)的科學(xué)佐證?！?/p>

火流星監(jiān)測(cè)網(wǎng)-意義

“我們正在建設(shè)的6個(gè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)，都安排在學(xué)校或科普區(qū)域，我們也希望能有大學(xué)和我們聯(lián)系，繼續(xù)添加這樣的網(wǎng)點(diǎn)。”寇文說，對(duì)于學(xué)校來說，能夠設(shè)置一個(gè)這樣的監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)將有很重要的科普意義。不僅能讓學(xué)生直觀地記錄到流星飛行的過程，了解天文知識(shí)。更重要的是能讓學(xué)生通過這樣一套設(shè)備，處理攝像頭拍攝的視頻并匯總，計(jì)算流星的坐標(biāo)、高度等指標(biāo)信息，投身于這種實(shí)際的科研項(xiàng)目對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和科學(xué)精神也都大有裨益。