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任何一名曾在团队里工作的成员都知道自身的优势在于：相互协作和共同愿景 。 然而 ， 能够同时提供相互协作和共同愿景并不是那么容易的事情 ， 任何缺乏凝聚力的队伍只会成为阻碍而不能够提供帮助 。科学也无法逃脱管理高效团队的困难 。 大多数都是通过像筒仓这种组织结构去进行分工运作而获得更多的相互协调 。
最近在智利有一个会议促使科学家们提出一个方案去解决这种困难 。 结果是 ， 白皮书根据地表协调 ， 轨道和对形体的原位观察指出潜在好处 。 但更重要的是 ， 它提出一条不同的前进道路 ， 即所有空间科学界都可以从共同协作输出的类型中获益并成为有凝聚力的团队 。
这个建议初始于白皮书 ， 并由智利天文台举办的2020年的智利行星研讨会 。
这个会议在三月份开始 ， 就在新型冠状病毒爆发限制旅游之前 。 在研讨会中 ， 大部分讨论都是集中在地球与空间观测平台的不同水平上 。
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此次会议的目的是了解更多关于协调地面和天基观测的飞行任务 ， 并充实今后如何再次协调新的和已有的平台进行 ， 从而充分发挥他们最好的不同能力的想法 。
白皮书的主要作者：戈达德航天中心工作的研究化学家森特·科夫曼（Vincent Kofman） ， 负责协调该小组的任务 ， 他撰写了一篇论文 ， 明确提出了进行观测的更好方法 。
电磁波谱有着不同的子电波标记 。
点评：NASA 这种协调为什么如此重要的原因是成像系统如何与不同波长的光相互作用 。
电磁波谱相当的大 ， 它包含了所有不同种类的光 ， 如无线电、红外线、X射线、紫外线和可见光 。 没有一种独立的传感器能够在同一时间内收集那些不同波长 。 因此 ， 科学家已开始研究多种仪器并能够较好地收集一种特定波普 ， 如毫米级射电天文望远镜组(alma) ， 或者是中红外（James Webb） 。
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詹姆士韦伯太空望远镜在约翰逊航天中心的一个无尘室内 ， 这个航天中心位于休斯敦的美国国家航空航天局 。
解决这个专业问题的棘手之处在于这些仪器在其他的光谱范围内是无法工作的 。 如果一个科研小组仅观察一种光谱类型 ， 那么就有可能会遗漏他们所研究天文现象的关键部分 ， 即其只在一个不同的光谱带内可见 。
大多数的行星科学数据都是由发送到行星系进行实地观测的航天器收集到的 。 然而 ， 由于建立空间系统的费用十分昂贵 ， 同时还需将其发射进入轨道 ， 因此实地观测的任务规划者必须要严格筛选航天器上的各类仪器 。 这通常意味着这些航天器无法承载可以覆盖完整电磁频谱的成像仪 。
这正关乎地面与基于近地轨道望远镜的协调 。 在一些地方有很多望远镜 ， 如智利的阿塔卡玛沙漠和夏威夷的莫纳克亚火山 ， 这些望远镜都非常巨大 ， 并且能够在特定的光谱内呈现高分辨率图像 ， 如射电 ， 微波 ， 红外光这样的光谱 。 红外光特别有用 ， 因为其大量的物理参数可通过单次测量即可获得 ， 例如压力、温度、分子丰度等 。 如果行星探测航天器的规划者可以把航天器的探测与这些更大 ， 更具针对性的天文台协调起来 ， 那么他们就可以不用把成像仪放在航天器上 。 但是 ， 如果他们不能协调好同时观测 ， 那么他们便会失去接近主站观测台的光谱 。
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如图所示 ， 莫纳克亚火山的顶峰是望远镜的一个主要站点 ， （图为莫纳克亚天文台） 。
基于地球天文观测台的另外一个优势在于其可以对整个星球一次成像 。 很多飞行器或探测任务只能在某一指定时间点测量他们主题的一部分 。 这样丧失了对情境理解的结果 ， 由原位航天器在一个地点观测到的动力现象 ， 可能不会在行星或月球的表面出现 。 无论在地面还是在太空中 ， 基于地球的望远镜都能提供航天器所缺失的更广阔的视角 。分页标题#e#
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这种覆盖所有光谱的协调合作已经在原位行星计划实现了：目前 ， 朱诺号飞行器正围绕着木星轨道飞行 。 朱诺号和一系列地面望远镜的共同协作成果已经集成40多页报告 ， 这些数据来自木星系统的多个观察点 。
在朱诺号执行多光谱调查任务中 ， 捕捉到三张不同的照片 ， 展示出木星的同一个部分同时出现三种不同波长 。 最左边的照片捕捉到的是可见光波段 ， 中间的照片是中红外波段 ， 最右边的是一种不同波长的红外线 。 这些照片都展现了出一些重要特征 ， 即只能在光谱看到其中一个波段 ， 而其他两个却看不见 。 像在朱诺号这样的飞行器的协同努力之下 ， 还有很多其他的低空观测成果可参考 。 火星尤其令人感兴趣 ， 这是除地球以外 ， 研究最为深入 ， 也是唯一个在有活动漫游车的星球 。 科学家对火星大气层中甲烷来源的浓厚求知欲望 ， 绝对离不开火星轨道卫星（TGO 和 MAVEN）与地球望远镜（例如NASA位于夏威夷的红外线望远镜基地）的协作 。
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环火星飞行器会经过一个特殊的地带 ， 可以收集到绝佳的光谱数据二维切片 。 然而 ， 离地球较近的观测站可以提供面向它们的整个半球的数据 ， 并增加一层深度 ， 使科学家们能够拼凑出一幅三维图像 ， 只使用环火星飞行器收到的数据是不可能做到这点的 。
美国国家航空和宇宙航行局（NASA）的红外线望远镜基地在和行星探测任务协调合作中发挥出十分特别的作用 。 地球观测站仍然具有其局限性 ， 例如甲烷也存在于地球的大气层中 ， 这可能会使观测火星时的数据产生偏差 。 为解决这一问题 ， 科学家想出一个妙招 ， 仅在火星以每秒13公里的速度远离（或靠近）地球移动时观察火星 。 这种不同的红色(或蓝色)移动速度改变了火星甲烷的光谱特征 ， 足以将其与存在于地球大气中的甲烷区别开来 。
联合观测的另一个特别有趣的目标是土卫六 ， 由于它的碳氢化合物湖和基于甲烷/乙烷的水文循环 ， 它在这几年受到了严格审查 。
土卫六卫星很有趣 ， 它可以接收“蜻蜓”任务形式的现场访问者 。 当“蜻蜓”于2034年着落时 ， 白皮书团队希望许多地球上的望远镜将它们的眼睛转向土卫六 ， 因为从地面收集的数据可以用来与更多的远程观测进行协调 。 “蜻蜓”将配备有一个质谱仪 ， 可以对无法远程查看的分子进行检测 ， 揭示整个大气层的组成 。 地面观测可以为这些测量提供背景信息 。
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艺术家绘制的“蜻蜓”号在土卫六表面着陆插图 。 图片来源：NASA / JHU-APL 。
该任务将为协调观测提供极好的机会 。 它可以提供可以与其他更大的观测站进行关联的地面数据 。 这些综合的观察将集中在该卫星上正在产生的有机化学上 。
一种特别有用的基于地球的工具是阿塔卡马大型毫米[/亚毫米]波阵 ， 它是举行召开白皮书会议的天文台 。ALMA是一系列射电望远镜 ， 尤其擅长观察有机化合物并制作其观测对象的详细地图 。 这两种功能在帮助“蜻蜓”任务方面特别有用 ， 并且ALMA的操作人员已经非常熟悉土卫六 。
由于其亮度和看起来稳定 ， 该阵列在首次推出后实际用作校准目标的年限为数年 。 观测的结果使研究人员能够研究土卫六及其大气的演变 ， 揭示动力过程以及引导人们更好地了解它 。 不幸的是 ， 它也发现了 ， 土卫六正在快速变化 ， 使其不太适合作为通量校准目标 。 因此 ， ALMA团队转而使用脉冲星进行未来校准 。分页标题#e#
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几乎只有ALMA的66台巨型无线电望远镜（NRAO）很少一部分 。
ALMA波数组收集的所有数据 ， 以及受征募共同参加观测工作的所有天文台的大部分天文数据 ， 终于面向公众免费开放 。 然而 ， 除非对指定对象的数据同时由多个天文台采集 ， 否则无法发挥协作的益处 ， 因为那些数据中无法呈现出瞬变现象 。 他们的数据档案中也许有多个天文台对同一对象同时采集的数据 ， 但未来的协作观测工作很有可能会产生新发现而不是从旧数据中获得 。 协作观测能够发现不结合数据库就无法看到的现象 ， 瞥见新奇而令人兴奋的外太空世界 。 新白皮书的主要意向是观测工作尽可能多地协作 。 如果十年调查论文在未来几年以定位召集为目标 ， 团队将有机会协作 ， 星体观测也将迎来更美好的未来 。
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相关知识
阿塔卡马大型毫米及次毫米波数组（ALMA）是由66架无线电天文望远镜组成的天文干涉仪 ， 位于智利北部阿塔卡马沙漠 ， 用于观察毫米及次毫米波段的电磁辐射 。 波数组建在海拔5000米（16000英尺）的查南托高原上—靠近利亚诺·德·查南托天文台和阿塔卡马探路者实验 。 选址在这里是由于这里海拔高、湿度低 ， 这两个因素对减少噪音和降低地球大气层造成的信号衰减至关重要 。【1】ALMA致力于观察恒星在Stelliferous时代（雄伟时代）早期诞生以及获取局域恒星的细节影像和星体信息 。ALMA是由欧洲、美国、加拿大、日本、韩国、台湾和智利组成的国际合作组织 。 【2】它是现运作中最昂贵的地基望远镜 ， 花费大约14亿元建成 。 【3】【4】ALMA于2011年下半年开始进行科学观测 ， 观测到的第一组图像于2011年10月3日发布 。 波数组自2013年3月起全部投入使用 。
作者：ANDY TOMASWICK
FY：Astronomical volunteer team
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标题：望远镜|地基与天基望远镜同时工作会发生什么呢？
