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编者注：以下摘自安·芬克拜纳所著的《伟大而大胆的事情：宇宙非凡新地图开启发现新纪元》（8 月 17 日由自由出版社发售）。这本书记录了斯隆数字巡天的发展历程，这是一项具有影响力的天文巡天项目，绘制了数十万个星系的位置，并发现了大量遥远的类星体。以下摘录详细介绍了普林斯顿大学天文学家、项目负责人吉姆·冈恩以及西雅图华盛顿大学 (UW) 的工程师“法国人”莱热在为新墨西哥州阿帕奇点天文台的望远镜进行巡天准备工作时遇到的一些问题。
观测员的检查清单上有一项是检查飞蛾。阿帕奇点称它们为米勒蛾——后来的研究表明它们是黑地老虎的成虫形态——每年春天在新墨西哥州，它们都会迁徙到高海拔地区。在糟糕的年份，阿帕奇点的建筑物每天可能有数百只飞蛾。飞蛾喜欢黑暗、狭窄的空间，包括电子设备内部和望远镜的驱动器。当望远镜移动时，飞蛾会被压碎在驱动表面上，望远镜会滑落或失去对其所在位置的跟踪。“飞蛾给我们带来了各种麻烦，”法国人说。
一位在华盛顿大学工程师处实习的大学生受命调查驱蛾措施。飞蛾在冰雹天气中最活跃，似乎对钥匙的叮当声感到不安。因此，这位具有科学头脑的华盛顿大学学生拍打墙壁和地板，然后跺脚和拍手，但飞蛾并没有表现出任何恼怒的迹象，直到噪音靠近几英寸远。然后，他将扬声器对准一群飞蛾，并播放各种频率的声音。在 0.4 千赫兹时，飞蛾惊了一下，但又平静下来；在 0.6 千赫兹时，一只飞蛾短暂地移动了一下；在所有其他频率下，飞蛾都无动于衷。然后，他轮流尝试用白炽灯和荧光灯束照射这群飞蛾，它们都移到了光线的边缘。他关掉灯，然后又打开，直到第二天早上才想起这件事，那时他发现飞蛾根本没有移动。接下来，根据阿帕奇点老员工的建议，吹气似乎会严重干扰飞蛾，他提出了他称之为概念性威慑系统的方案，该系统包括气枪、小橡胶管、阀门和电动定时器。他建造了这个系统，并向飞蛾喷射气流；它们倾向于蜷缩起来等待气流过去。它们能够承受每平方英寸 80 磅以上的压力给他留下了深刻的印象，尽管只需 20 磅的压力就会让它们感到不安。他在望远镜上安装了这个喷气吹气系统，在系统工作期间，没有飞蛾被碾过——他认为这意味着某种程度的成功。
进一步的研究发现，正如法国人所说，“间歇性气流是它们不喜欢的。” 最终，他建造了一个驱蛾系统，该系统通过侧面有孔的管道间歇性地吹气：“我们发现 2 赫兹的喷气系统最有效。” 他将该系统安装在望远镜最敏感的部件上，尽管飞蛾问题没有完全解决，但已大大改善。
望远镜的真正问题是几乎使首次光线观测令人沮丧的问题：它无法指向。观测员会在天空中输入坐标并按下回车键，望远镜应该立即转到这些坐标。1998 年 5 月 29 日晚间日志：“又是一个晴朗的夜晚。我们的目标是填补昨晚获取的数据条带。为了做到这一点，我们必须获取望远镜的当前位置。我们晚上 9:10 进入天空；我们在晚上 11:15 获得了一个位置。”
或者他们会尝试寻找一种亮度标准且已知的恒星，称为 FK5 星。1999 年 5 月 16 日晚间日志：“我们无法获取我们的视场。然后我们无法获取 FK5 星。然后我们无法获取大角星。” 指向偏差为 3 角分，偏离月球十分之一，而望远镜的目标是一个角秒大小的物体。当晚的观测员是芝加哥大学和普林斯顿大学的博士后，芝加哥大学的斯科特·伯尔斯写了晚间日志：“凌晨 1 点，我们找到了大角星，然后返回我们的 FK5 星。我们追逐快速而狡猾的 FK5 星几个小时。” “快速而狡猾”只是一个玩笑；没有 FK5 星是除了稳定和可预测之外的任何东西。“迫不及待想在六个小时后起床，重新做一遍这一切，”他写道。
部分指向问题奇怪地是因为望远镜认为它在错误的位置。望远镜必须知道它在地球上的位置：在北极，北极星正对着头顶，但在阿帕奇点，北极星偏离北方 57.2 度，而望远镜似乎不知道这一点。问题是望远镜在安装时存在轻微倾斜，大约偏离垂直方向一毫米。地球上的一毫米，转化为天空，意味着当望远镜认为它正对着北极星正上方时，它实际上偏离一角分指向一侧。吉姆认为，一角分转化为直径 8,000 英里的地球，意味着望远镜认为它居住在距离阿帕奇点约一英里的地方。吉姆认为明智的解决方案是直接对望远镜撒谎，告诉它它在西部一英里处，在裂谷中。华盛顿大学的工程师认为这是一个令人震惊的绝妙解决方案。
指向是望远镜必须做的两件事之一；另一件事是跟踪，它也无法跟踪。漂移扫描的优点是望远镜静止不动，地球以望远镜控制系统无法企及的稳定性和平滑度将其扫过天空。缺点是漂移扫描仅在望远镜瞄准天球赤道时才能毫不费力地工作，天球赤道是绘制在地球赤道正上方的天空中的大圆，在那里，恒星以看起来像直线的长弧线移动，并均匀地滑过 CCD。但是，如果将望远镜瞄准天球赤道上方，恒星会以越来越紧的弧线移动，直到靠近北极星时，它们会以小圆圈移动。因此，为了使恒星均匀地滑过 CCD，望远镜需要跟踪，自动移动以抵消地球的运动。
在首次光线观测一年后，即 1999 年 5 月，观测员仍在报告他们无法让望远镜跟踪。它会拒绝移动，它会以不恒定的速度移动，它会剧烈振荡，它会开始移动，然后挣脱束缚并逃向天顶。那年五月的一个晚上，丹·朗——少数几位不是天文学博士的观测员之一，只是经验丰富且天生聪明——和望远镜一起在悬崖边，后来写了一份报告：“我听到了高度 lvdt 在挡风板相对于高度改变位置时发出的声音。我用手电筒向上看，看到了高度方向的振荡。当我到达停止按钮时，振荡非常剧烈，以至于挡风板中的螺杆敲击挡风板的侧面，发出响亮的撞击声。至少我希望这是噪音，而不是望远镜撞击挡风板。”
由于望远镜的不良行为，第一年大部分数据来自天球赤道的漂移扫描——除了数据都来自地平线附近的条带外，没有任何问题，而斯隆本应巡天整个天空。这些问题中的许多都出在软件中，其中大部分是从华盛顿大学工程师移交给费米实验室的，吉姆·冈恩说，费米实验室的软件编写人员“从未见过望远镜”。因此，普林斯顿大学接管了软件：罗伯特·卢普顿的博士论文是分析 PFUEI 和四镜头相机数据的代码，他前往阿帕奇点待了三个月，并重写了代码，直到它能够工作。
到目前为止，问题或多或少都在预料之中。但在 1999 年 10 月 19 日，阿帕奇点工程师乔恩·布林克曼正在向另一位工程师约翰·布里格斯展示望远镜上安装光谱仪的位置。布里格斯透过敞开的安装孔向上看，说道：“乔恩，那是裂缝吗？” 布林克曼和布里格斯来回移动头部，看看这是否只是光线造成的错觉；但不是。布林克曼打电话给法国人。“法国人，”他说，“你知道二级镜上有裂缝吗？”
“那真的是裂缝吗，”法国人说，“还是镜子上有什么东西？” 因此，他们爬到玩具积木内部的镜子处，果然，那是一条裂缝。法国人走到运行大楼，找到布鲁斯·吉莱斯皮，然后带他回来。“看到那面镜子有什么奇怪的地方吗？”布里格斯对吉莱斯皮说。“看看中心。”
“糟糕，”吉莱斯皮说。“哦，糟糕。”
这很可怕：镜子承受着很高的内应力，裂缝会扩展。所有工作都停止了，没有人碰任何东西。法国人和吉莱斯皮打电话给吉姆·冈恩，然后又打电话给刚刚取代吉姆·克罗克的项目经理费米实验室的比尔·博罗斯基。那是下午早些时候，几个小时内，每个人都在电话会议上讨论方案。法国人认为这可能会成为项目的终结者，并担心人们的工作：修复镜子可能花费 50 万美元，耗时一两年，而法国人刚刚带着妻子从西雅图搬到阿帕奇点，新聘请的观测员已经在附近买房。
吉姆和博罗斯基第二天早上都飞了出去；亚利桑那州镜子实验室的玻璃专家前来检查。镜子中心周围出现了一条蜿蜒曲折的圆形裂缝，裂缝在即将闭合时停止了一英寸左右。“哦，天哪，”法国人想，“它可能会震碎整面镜子，它可能会碎成一百万片。你根本不知道会发生什么，镜子非常不可预测。” 吉姆、法国人和另一位新的华盛顿大学工程师拉里·凯里用泡沫和胶带覆盖了破裂的中心，然后小心翼翼地将镜子从望远镜上取下来，移到支撑大楼内。镜子实验室的专家在裂缝的末端钻了几个小孔，这是一种临时修复方法，阻止了裂缝继续扩展。
吉姆飞往镜子实验室，大家讨论了下一步的措施。他们检查了镜面表面，发现它没有变形。玻璃承受的应力太大，无法直接将水泥注入裂缝中。但是，由于主镜的中心有一个孔，光线通过该孔从二级镜反射回来，因此二级镜的中心接收不到太多光线。因此，法国人将镜子运到镜子实验室，镜子实验室切除了裂缝，在中心留下一个孔，并封住了这个孔。法国人的担忧过于悲观：修复费用仅约为 5 万美元，镜子在三个月后，即次年一月，新千年的开始，返回阿帕奇点。
与此同时，吉姆重新检查了他在计算机上为镜子控制系统所做的设计，发现他犯了一些拼写错误，导致一根小杆稍微长了一点，因此每次镜子移动时，它都会撞到杆子并最终折断。“在我的错误导致它损坏之前，二级镜没有任何问题，”吉姆说。“这绝对是我的错误。” 吉莱斯皮认为这是吉姆的黑暗时刻：“不过，没有人为此对任何人大喊大叫，”他说。
迈克尔·斯特劳斯认为该项目几乎已经耗尽了大部分生命。斯隆人都知道他们是在借钱运行，他们认为，正如吉尔·纳普所说，他们的赞助商的反应将是，破碎的镜子是“最后一根稻草——这些人什么都做不对，现在他们又把镜子弄坏了。算了吧。” 吉尔认为，赞助商想出了一种继续参与游戏的方法，部分原因是斯特劳斯和范的类星体。“这项美丽的科学——就像掀起帐篷的一角，让人瞥见里面的东西，全世界都能看到它。我认为这让我们度过了难关。” 一个月后，即 2000 年 1 月 26 日，修复后的二级镜重新安装在望远镜上，并且工作正常。观测员又回去与飞蛾和白色沙子作斗争，重启软件，并在云层覆盖中寻找漏洞。
摘自安·芬克拜纳所著的《伟大而大胆的事情：宇宙非凡新地图开启发现新纪元》。版权所有 © 2010 年安·芬克拜纳。经西蒙与舒斯特公司旗下自由出版社许可摘录。