望远镜如何为星空拍摄彩色影像?近日,一项最新科研成果给出了答案。在云南丽江高美古天文观测站,由云南大学中国西南天文研究所提出并主持研制的1.6米多通道测光巡天望远镜(简称“梦飞巡天望远镜”)正式通过验收,其黄通道与红通道拼接相机同步通过初验。相关研究成果已发表于《天体物理学快报》《天体物理学报》《自然》等国际学术期刊上。
云南大学中国西南天文研究所所长刘晓为教授介绍,梦飞巡天望远镜主镜口径1.6米,视场3.14平方度,可以同时在三个波段拍摄图像,提供超高精度天体测光及颜色数据。这标志着一台集大视场、大口径、多通道、高精度成像于一体,可拍摄动态宇宙“彩色电影”的巡天望远镜就此诞生,为研究恒星与星系的形成与演化,宇宙变源、暂现源的探测,以及揭示极限条件下的物理现象与规律,提供了重要研究手段。
梦飞巡天望远镜的研制,源于一次观测星空的契机。夜幕降临时,点点星光闪烁,刘晓为和同事陷入了思考:颜色,可以反映天体的物理性质和化学组成等重要信息,进而也可以为快速探测和研究宇宙变源、暂现源,这一难题提供解决方案。于是,一个大胆的想法被提出来,并得到激烈讨论:“能不能造台望远镜,为星空拍下彩色电影?”
说干就干。只是让刘晓为和同事没有想到的是,这一干,就是十年。

2023年1月12日,云南大学中国西南天文研究所工作人员在调试梦飞巡天望远镜的控制系统。(受访者供图)
“2015年,刘晓为第一次找到我,探讨能不能造出一台口径2米,同时拍三个颜色的望远镜。”中国科学院南京天文光学技术研究所研究员李正阳说,从照片定格天体,到黑白影像捕捉天体的瞬时动态,人类从未停止对浩瀚宇宙的探索,“我们尝试更进一步,用彩色去记录天体长时间的运动,甚至其剧烈变化的现象。”
第一次的尝试很快以失败告终。后来很长的一段时间里,团队成员使用立方棱镜来分色,想要“逼近”视场大同时成像解析度高的“不可能”限度,进一步突破高性能光学材料的加工、镀膜、胶合等一系列技术难题;研制三台高拼接精度、极低噪声的大靶面电子耦合探测器拼接相机,使之可以工作在高真空、零下负100摄氏度的环境中。
提及研制过程中的技术攻关,刘晓为回忆时,明显停顿了好一会儿:“遇到的失败种种太多,一时想不起该先说哪个,每个都为解决问题做足了铺垫。遇上了也没想太多,硬着头皮就上了。”
一次次的尝试中:2022年,覆盖1/4视场的先导系统完成在站安装,实现蓝、红双通道初光;2023年,首次获得蓝黄红三通道同时拍摄的天体图像,发布首帧真彩色天图;2024年启动先导巡天,完成1000余平方度天区的多波段扫描;2025年至今,完成望远镜全视场光学系统及三台拼接相机在站安装,进行了全系统光学精调。
“我们用这十年,终于做成了这台望远镜。”李正阳言语间难掩自豪之情。

2025年7月22日,相关技术人员正在清洗梦飞巡天望远镜主镜。(受访者供图)
一次次的观测中,“整宿不睡觉是最低要求”,云南大学中国西南天文研究所博士研究生邹星竹告诉记者,海拔约3200米的观测点,见证着科研人员在长夜里“秉烛”求索,夜空深邃,凉意浸人。“观测到的天体现象,壮阔又绚丽。但真正支持我一路走下去的,是团队伙伴的互相帮助。”邹星竹说。
梦飞巡天望远镜的研制过程,涉及光学、机械、电控、软件等众多专业领域,需要有不同专业背景的人才通力协作。其团队成员来自云南大学中国西南天文研究所、中国科学院南京天文光学技术研究所、中国科学院云南天文台、中国科学院国家天文台等单位。
“作为年轻一代,我从同事前辈的身上,汲取了丰富的科学实践经验。”中国科学院国家天文台特别研究助理许优华说,日后钻研天文事业会更加步履坚定、笃行不怠。
“不光是科学研究,更是人才培养。”刘晓为说,梦飞巡天望远镜团队正陆续加入“年轻血液”,通过“以老带新”,身体力行做科研,不断充实高水平天文实测后备人才队伍,以期更好地维护国家空天安全,服务国家深空探测战略需求。(记者 荆昭延)