知名人物胡宁生人物简介

Posted 2022-04-03 天文台

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知名人物胡宁生人物简介

·胡宁生

胡宁生，天文仪器专家。主持研制成紫金山天文台人造卫星观测用的43/60/80cm施密特望远镜。提出两种测量大气反常折射的实用公式，受到国外同行的注目; 主持创制使用真空镜筒的Ⅱ型光电等高仪和真空照相天顶筒。在大型子午环中推出使用反射光学系统的方案。参与欧洲大型太阳望远镜 (LEST) 工程的国际合作研究，并被推选为LEST的科技指导。发展了大型精密光学封窗的制造技术。

胡宁生，1932年10月生于广西南宁。幼年在上海、杭州上学。1949年7月参加中国人民解放军，入华东军政大学学习。1950年12月至哈尔滨空军第一航空学校学习飞机军械，后在该校任教。1955年复员后考入南京大学数学天文系天文专业。后该专业独立建为南京大学天文系，1959年自该系天体测量专业毕业后至中国科学院南京天文仪器厂进行天文仪器的研制工作。1964年主持研制成43/60/80cm施密特望远镜，成为紫金山天文台观测国内外人造卫星的主要仪器。1968年研制的光学跟踪经纬仪能测定卫星发射时的初轨并能输出实时测量数据。此经纬仪在发射我国第一颗人造卫星时起了应有作用。

之后对提高天体测量的精度进行了理论上的研究。在消除地球大气反常折射误差和克服仪器的温度效应上有深入独到的研究。在此基础上研制了两种全新的测时、测纬仪器——光电等高仪。新仪器取得了国际上一流的精度而受到国内外的高度评价。

由于以上杰出成绩，胡宁生于1978年获全国科学大会先进科技工作者奖、南京市劳动模范。之后又被选为六、七两届全国人民代表大会代表。胡宁生因研制成多种天文仪器获中国科学院重大科研成果奖2次、中国科学院科技进步一等奖1次、国家科技进步奖1次。20世纪80年代中期任南京天文仪器厂厂长。1992年离休。

离体后仍主持研制了出口日本的1m望远镜镜筒及去西班牙调试出口的2台望远镜。

1994年后任南京文明人新产品研制所代所长。之后10年中仍为国内外研制了多种尖端天文仪器。

胡宁生处世乐观、性格开朗、待人宽厚、能热心助人。他在工作上刻苦、负责，能坚韧不拔地攻克技术难关而完成研制任务。在生活上则俭朴而不搞特殊化。胡宁生系无党派人士。

对大气反常折射的研究

大气反常折射干扰了星光路径，它是限制地面天体测量仪器精度的主要因素。反常折射的研究，多年来因其变化多端、难以分析和实测而成为难以攻克的课题。国外对此已取近乎绝望的观点。如在国际地球联测的有关文件中曾写过 “反常折射问题在过去和现在都未能解决。而且在不久的将来也看不到有可能突破的迹象。” 国外测反常折射的通用办法是晚间在两个大气象台 (一般相距数百千米) 用无线电探空气球观测中、高空各层大气的参数，然后用复杂的光线追迹法或数值积分法来计算反常折射。这样一晚才能得到2次结果，而且因其在时间上及地点上的代表性都很差而难以实用。胡宁生则摆脱常规，用独特的光速差法巧妙地推导出了两种测量反常折射的实用公式。一种是根据天文台附近 (1km内) 三处的地面气压值即可算出反常折射而无需探空数据。这样天文台可以在晚间取得整夜数据。故新方法无论在实用性、采样密度 (时间和空间) 及精度上都显著比传统方法好。此带突破性的论文在1985年5月列宁格勒国际大气折射会议上受到重视。而且他推出的公式后来与日本须川力 (国际纬度天文台名誉研究员，著名大气折射学者) 1975年由大量全球气象资料计算结果而凑出的经验公式完全吻合。因而证实了胡的理论公式的正确性。

另一新方法是只需二、三串高灵敏度的电测温元件，竖在天测仪器上方，即可测出离地20m以下的天顶区的反常折射。此论文被日本水泽国际纬度天文台视为优秀论文而作为1984年17卷台刊的首篇，并当即 (1984年底) 被东京天文台宫本昌典教授 (国际天文学联合会方位天文委员会副主席) 采用来计算该台自动子午环观测室内的反常折射并于1985年发表了论文。论文初稿中三处提到及引用胡的方法和观点。

胡宁生除推导了两种计算反常折射的公式外还发展了相应的高灵敏度的电测微小温差的手段。用新测温设备 (包括为此目的特制的集成电路型硅二级管组) 实测了镜筒内及仪器上方的气温梯度并首先提出存在望远镜露罩折射这种误差，还用实测证实了露罩折射现象。此论文在南斯拉夫发表。

国际天文学联合会大气折射研究组主席太立基教授1985年6月22日致胡宁生的信中对他的研究成绩评论为：在附上另一通报内，你可看到我们对你的极度重要的研究的支持而我将在我们研究组提交国际天文学联合会第8委员会的报告中说明你的这项研究。我对你的研究给予高度评价。正因如此，如果你能协调(各国) “本地反常折射” 的研究，我将非常感激。至于合作方式请由你决定。

太立基并在致大气折射研究组成员的通报中写道：

“请允许我 (主席) 建议下列研究项目方面的 (进展) 协调人为：胡宁生 (本地反常折射)、舒尔琴柯 (大气模型)、舒尔琴斯基 (大气折射的试验性测定)。我本人 (术语和标准)。太立基主席，1985年6月20日于贝尔格莱德。”

发明用真空镜筒自动抵消大气折射

数百年来，测天体位置时，需由当时记录的气压、气温、湿度等参数来计算出大气折射改正。由于大气折射的快速变化、检测的误差及大气色散等影响，测定的大气折射值精度不高。1972年胡宁生先从理论上导出有水平密封窗的真空镜筒可以自动抵消 (天文)大气折射及大气色散。当然也可消除镜筒内的反常折射。之后，又克服技术上的困难在Ⅱ型光电等高仪上使用真空镜筒成功，获得较大创造性成果。1978年美国天文考察团来华，回美国后撰文写道： “Ⅱ型等高仪在真空室内，这是一个新颖而重要的特点”。

1977年，真空照相天顶筒的论文在中国天文学报发表后，得到日本东京天文台的高度重视。他们通知了联邦德国蔡司厂驻东京办事处，蔡司厂将此论文译成日文。

由于真空镜筒的效果在国内曾有过争论，为此，1982年云南天文台在Ⅱ型等高仪上对真空和非真空作了对比观测。结果证明真空观测时单星精度和组精度都有提高，从而保证了Ⅱ型仪器达到了世界一流精度。

在天体测量仪器设计上的数项重要创造

1978年在Ⅲ型光电等高仪的设计中胡宁生推出能自动精确保持观测天顶距的主动光学系统，从而使望远镜的有效入瞳面积增加一倍以上，这就可提高观测暗星的能力。

1983年在大型子午环中推出使用反射光光系统方案，传统观点认为这是极难办到的。美国海军天文台在20世纪70年代曾研制反射光学系统的新子午环，虽然用了10年时间反复修改，耗资百万美元以上，仍以失败告终。胡宁生则利用主动光学技术，从而在理论上已可消除子午环的镜筒弯曲及镜面位移的误差(此为200多年未能解决的难题)。此方案的论文在1984年1月美国召开的国际天体测量技术会上宣读后获得很高评价。会议执行主席美国海军天文台 (研制该种子午环遭失败的单位) 科学台长威斯特豪斯在大会总结中说 “这是一项非常、非常聪明的设计”。新方案的优越性也已被日本同行承认。

20世纪70年代胡宁生主持设计的Ⅱ型光电等高仪具有6项特点，其中5项是胡提出的。他本人还进行了最困难的3个部套(真空镜筒、记录光电箱和角镜组) 的设计。他还成功地在Ⅱ型仪器上实现了有角镜组的反射光学系统。此系统后被欧洲空间局的依巴谷天体测量卫星工程所沿用。此卫星工程的科学委员霍格博士1982年向胡详细了解了此角镜组的设计、制造及装校等技术关键并作了笔记以向欧洲空间局介绍。

Ⅱ型光电等高仪以其设计方案之先进以及观测精度之高，已被国内外公认为世界常规测时、测纬仪器中精度最高的一种，超过了著名的法国丹容等高仪。

介绍中国天文学的英文刊主编、爱尔兰的江涛教授在美国杂志上写道： “近年内中国天文仪器方面的最大成就无疑是光电等高仪……”。他还认为Ⅱ型等高仪论文是天文学报中近30年来最能代表中国天文学水平的两篇论文之一，因而将论文的英文本印了2000份分发给1978年国际天文协会大会的全体代表。日本已将Ⅱ型光电等高仪编入天文大地测量教科书。

与国际同行的合作

胡宁生自1978年起与国外同行在大望远镜及水平子午环方面开展了较广泛的合作研究。1985年10月起胡宁生参加欧洲大型太阳望远镜 (LEST) 工程的研究。并应邀成为LEST的中方技术协调人。他进行了LEST中的重大难题 “充氦太阳望远镜镜筒内发生的像质变坏问题” 的研究，在理论上作出了明晰的解释和预言。此预言被国外作了三年实验后证实正确。1986年，胡宁生在国际会议上被选为LEST科技指导。

胡宁生在天体测量仪器上的成就受到日本国际纬度天文台的重视。自1983年起该台数次向日本科技厅申请外国科学家基金以请胡去改进他们的几种仪器。该台对胡宁生的评价可在他们向日本文部省的申请报告中看出： “招聘理由：胡宁生氏在光电等高仪及真空照相天顶筒等高精度光学仪器上做出了开发性工作。本研究所负有提高光学观测仪器精度的任务，故请胡氏来共同研究地球自转观测用的新型光学仪器并对我国 (日本) 的照相天顶筒、天顶仪和等高仪作改进研究”。

高空气球太阳望远镜姿态控制用的

“控制力矩陀螺” 结构的成功研制

日本气球观测设备专家矢岛信之教授于20世纪90年代发明了控制力矩陀螺并制成小型样机。然而北京天文台 (现国家天文台) 所承担的中国科学院重大更新项目——球载太阳望远镜的姿态控制中需要一个大型控制力矩陀螺作为关键零件。当时国内的科技人员尚未掌握这种陀螺技术，因此，国内一专门单位提出研制周期将长达5年，经费要500万元。胡宁生承担了该陀螺全部结构部分的设计、制造和调试，研制成功后，矢岛信之在检测后评价说： “你们的优秀而灵敏的控制技术将大型球载系统内高精度的资态控制提高到了一个新的高度”。北京天文台取得此成就只用了一年半时间和40万元经费。

发展了大型精密光学封窗的制造技术

国家天文台的一地面太阳望远镜中的真空镜筒必须有一个通光用大型封窗。此封窗的口径大达1.1m，厚达65mm。这种大型精密封窗在美国曾研制过，但不很顺利。这种封窗的上表面需在约10t的大气压力下工作，其玻璃内部的光学不均匀性也会使透过它的太阳光产生波面畸变。

胡宁生承担了这个封窗的研制，经过2年的努力，成功地应用了一种移动式专用激光干涉仪，对大镜面各处进行局部修光程以及将封窗下部抽空，使封窗处在使用状态下进行磨制和检测。终于在2003年9月达到了比设计要求更高的 “透过光波面最大误差只有二十分之一波长” 的精度。

简历

1932年10月10日生于广西壮族自治区南宁市。

1949年7月参军入华东军政大学学习。

1950～1955年在哈尔滨空军第一航空学校，历任学员和教员。

1955～1959年在南京大学数学天文系学习。

1959～1992年在中科院南京天文仪器厂进行天文仪器的总体设计和研制，历任设计组长、结构室主任、副厂长和厂长。

1994年后任南京文明人新产品研制所代所长。

主要论著

1 胡宁生. 改进地面光学天体测量仪器精度的途径. 天体物理和空间科学(英文刊)，1991，177： 235～243

2 光电等高仪研制组 (胡宁生执笔). Ⅱ型光电等高仪. 天文学报，1975，16 (2)： 115～122

3 胡宁生. 真空镜筒在天体测量仪器上的应用 (英文). 天体测量技术，1986，469～481

4 胡宁生. 一台具有反射光学系统的大型中星仪的设计 (英文). 天体测量技术，1986，421～426

5 胡宁生，蒋筱如，王曾和. 在天体测量仪器旁用测定水平气温梯度来求反常折射 (英文). 日本国际纬度天文台台刊，1984，17 (2)： 35～46

6 胡宁生、蒋筱如. 在天体测量仪器旁实测水平气温梯度来求反常折射的实验 (英文). 贝尔格莱德天文台台刊，1985，136

7 胡宁生. 用地面水平气压梯度来计算反常折射 (英文). 贝尔格莱德天文台台刊，1985，136

8 胡宁生. 在光学车间内用多个平面摆镜来检验大望远镜的镜面 (英文).应用光学 (美)，1980，19 (16)

9 南京天文仪器厂 (胡宁生执笔). 中国制造的真空照相天顶筒 (英文).中国天文学 (英刊)，1978，2： 210～217

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