中国科学院上海天文台（以下简称上海天文台）与乌克兰尼古拉耶夫天文台的联合研究团队利用旋转漂移扫描CCD技术开展了近地小行星的常规观测，实现对近地小行星的精密定位和定轨。

近地小行星是指那些轨道与地球轨道距离比较近的小行星。由于它们有可能撞击地球并带来严重灾难，所以天文学家们需要对这些小行星开展长期精密监测，同时对新发现的小行星进行跟随观测，以便快速计算它们轨道参数，判别它们是否存在撞击地球的风险。近地小行星尺寸较小，当它们距离地球较远时，视星等较暗，当它们接近地球时，虽然相对较亮，但由于视运动速度过快，往往给高精度观测带来较大困难。

2006年，上海天文台在国际上首创提出旋转漂移扫描CCD技术，将具有漂移扫描功能的CCD相机通过可精密旋转角度的装置安装在望远镜焦面处，通过控制相机旋转角度和CCD电荷移动速度，实现对不同运动方向和速度的小行星进行高精度观测（图1）。自2011年起，上海天文台联合乌克兰尼古拉耶夫天文台通过旋转漂移扫描CCD技术，利用中国骊山50厘米望远镜和乌克兰尼古拉耶夫50厘米望远镜系统开展近地小行星常规观测，特别是新发现小行星的跟随观测，取得良好效果。

图1，旋转漂移扫描CCD观测小行星原理图

（左图：将望远镜指向小行星预报出现位置。中图：旋转相机，使得相机方向与小行星运动方向相一致。右图：利用漂移扫描方式观测小行星）

在基于旋转漂移扫描CCD获得小行星高精度天体测量位置基础上，上海天文台研究人员利用自主研发的定轨软件，精密测定出小行星的轨道，并计算得到旋转漂移扫描CCD方法观测近地小行星的误差，在赤经和赤纬方向分别为0.24"和0.32"。所使用的观测数据包括骊山2019年至2023年、乌克兰尼古拉耶夫2011年至2022年共计大约500颗近地小行星的11000多组位置信息。

旋转漂移扫描CCD技术的观测精度不受近地小行星视速度的影响，因此十分适合观测这些快速移动目标。而其他观测方法，往往会因小行星视速度过快，而在沿迹方向产生较大误差（图2）。此外，该观测技术也非常适合观测新发现的近地小行星，当其它大口径望远镜发现近地小行星后，在小行星逐渐接近地球时，利用安装旋转漂移扫描CCD相机的小口径望远镜即可进行跟随观测，观测精度不受观测预报误差的影响。基于旋转漂移扫描CCD技术构建的全球小口径望远镜观测网，将大大有利于全球近地小行星监测，确保地球安全免受小行星撞击的威胁。

图2，观测残差均方根的均值及标准偏差，随小行星视速度在沿迹（上图）和垂迹方向（下图）的变化（左图：旋转漂移扫描CCD观测数据。右图：其他望远镜的跟随观测数据）

以上相关研究成果已分别于2021年发表在《天文和天体物理学研究》（Research in Astronomy and Astrophysics）杂志、于2022年发表在《行星与空间科学》（Planetary and Space Science）杂志、以及于2024年发表在《天文学杂志》（The Astronomical Journal）杂志上。

论文链接：

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1674-4527/21/7/175

https://doi.org/10.1016/j.pss.2022.105477

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ad24ff

科学联系人：

唐凯，中国科学院上海天文台，tangkai@shao.ac.cn

宋叶志，中国科学院上海天文台，syz@shao.ac.cn

唐正宏，中国科学院上海天文台，zhtang@shao.ac.cn