前不久，中国载人航天神州十三号乘组顺利返回地球，三位伟大的宇航员代表我们国人前往遥远太空“近距离”看了星星，再一次圆了太空梦！那如果是在地球上的人们想“近距离”看星星该怎么办呢？对，咱们地上能建望远镜呀！来，先来一起看看咱地球上已经建成的大型望远镜。

　　 图 1、建成在使用的地基望远镜。

　　按图顺序依次是位于美国德克萨斯州戴维斯山 McDonald 天文台的 Hobby Eberly Telescope，位于南非的 Southern African Large Telescope，位于西班牙拉帕尔马岛的 Gran Telescope Canarias 以及位于美国夏威夷州莫纳克亚山的 Keck Telescopes。

　　在欣赏这些大型望远镜的同时，不知你有没有发现在第四张图中有两束闪耀的光线尤其引人注目，这不禁让人疑惑，这两束光是为了让望远镜更美观好看吗，或是为了吸引其他的太空物种？带着疑惑我们来探索这两束光到底是做什么用的。

　　没错！这光就是为了好看而诞生的，当然，此“好看”非彼好看，这两束光的存在是为了科学家们观测太空的“好看”。要知道，在地上看星星可不比得在天上看，因为地球的大气湍流效应对光学成像系统像质的影响非常大，因此，几乎所有的天文台都建在高山或者高海拔地区，就是为了减少大气湍流对望远镜成像的影响，但是这并不能完全消除大气湍流效应，只能削弱它的影响，况且科学家们希望能够不受天气的摆布，全天时地进行深空观测。

　　 图 2、湍流效应示意图

　　在这个迫切需求下，自适应光学系统应运而生！自适应光学技术是利用光电子器件实时测量波前动态误差，用快速的电子系统进行计算和控制，用能动器件进行实时波前校正，使得自适应光学系统能够自动适应外界环境变化，保持良好工作状态，保证大口径望远镜的成像质量的一种适用于大口径拼接式望远镜的技术。听不太懂没关系，这可以简单理解为假设观察目标是个直线，观察到的却是不规则的波浪线，为此科学家们做了一系列工作，让最后观察到的是波浪线的真面目——直线，这样说是不是明白多了。

　　那这两束光到底怎么让科学家们看天空更“好看”呢，听我娓娓道来。

　　 图 3、自适应光学系统，图中包含波前校正器、波前传感器和波前探测器

　　望远镜的“清晰眼药水”——激光导星技术的来历

　　这两束光在自适应光学系统里称之为“导星”，顾名思义，可以理解为引导探测的光源。导星是自适应光学系统获取能反映传输路径上光学畸变信息的来源，高质量的导星是满足光学波前实时探测要求，实现自适应光学系统闭环校正的前提。也就是说，导星让我们知道了大气湍流效应的形态，就像咱们用来明目的眼药水，滴一滴就可以拥有更清晰的世界，导星则是望远镜的清晰眼药水，它能反应光学传输路径上的大气湍流效应造成的畸变，然后再利用波浪线变直线的工具就可以将大气湍流效应合理规避掉，从而让望远镜看得更清晰。

　　 图 4、激光导星的基本原理

　　那么，什么样的光能成为导星呢？若要解答这个问题，就得知道光学系统对导星的要求是什么，根据大气湍流的尺度以及自适应光学系统的应用场景，可以得到以下三点要求：

　　1、 满足波前探测子孔径点光源的条件；

　　2、 产生参考光的导星与目标物应处于同一等晕角以内；

　　3、 导星光源必须有足够的亮度以满足探测系统的探测强度及信噪比的要求。

　　由此可见，不是所有光源都适合做导星。其实，在天文成像中，较亮的空间目标成像可以采用目标本身发出的光作为导星光源，如果成像目标亮度达不到要求时，可以采用成像目标附近距离很近的亮星作为导星，只不过符合这两种条件的自然星天空覆盖率很低，若想要更大范围天空覆盖率，需要选择另一种方法，就是在之前图中看到的那两束光——激光导星技术。

　　望远镜的“清晰眼药水”——激光导星技术的实现途径

　　激光导星技术目前可以分为瑞利导星和钠导星，瑞利导星和钠导星的主要区别是两者针对的大气高度不同以及激光光源不同。瑞利导星是截取数千米到 20 千米大气分子或气溶胶对激光的后向瑞利散射作为导星源的，激光光源波长无特殊要求，根据大气散射强度与波长的关系选择较短波长激光可获取较强的瑞利散射回光；钠导星则是利用特定波长激光与地面 90-100 千米大气钠原子层共振后向散射光作为导星光源。这两种技术的出现大大改善了望远镜的成像质量。

　　看到这里，不禁在感叹这些大型望远镜宏伟壮阔的同时，还惊叹于科学家们伟大的智慧，在这渺小星球的一角，探索遥远星空的浩瀚与神秘。星垂平野阔，月涌大江流；斗转星移，世代更替，但唯一颗仰望星辰之心永远升起。

图 5、星辰