虚拟天文台教育门户建设构想

本文从天文教育的重要性及现状出发，探讨了基于虚拟天文台建设天文教育门户的必要性和可行性；初步设想了结合元数据描述方法，利用虚拟天文台的资源注册和发现机制、元数据记录自动生成机制、元数据集管理机制以及对元数据所标记的资源的查询机制来建设天文教育门户；提供了对我们有借鉴意义的美国教育资源门户网站的运行管理机制；最后对基于虚拟天文台的科学教育的发展前景作了展望。     

中国虚拟天文台研发策略与重点

由于不同的天文和技术背景，不同的虚拟天文台项目采取了不同的研究策略。本文首先介绍了国际上几个典型虚拟天文台项目的研发目标和工作重点；然后讨论了包括中国虚拟天文台在内的小型虚拟天文台项目在研发方面的优势和劣势。中国虚拟天文台项目根据自身所处的具体情况确定自己将走应用路线，争取在某些领域取得突破，研发重点包括五个方面：China-VO系统平台建设、国内外天文数据的统一访问、现有天文工具的虚拟天文台集成、天文设备的虚拟天文台集成、虚拟天文台基础上的公众教育。     

科学工作流技术及在天文研究中的应用探讨

近几年来虚拟天文台技术的发展极为迅速,各国虚拟天文台研究相继启动,一系列虚拟天文台标准被提出并投入应用,有效地推动了信息技术在天文研究中的应用。科学工作流技术作为高性能计算与虚拟天文台中的关键技术,一直是研究的重点。但长期以来,受到业务工作流技术的影响,科学工作流的具体功能与作用,一直不被广大天文工作者理解和重视,限制了科学工作流的推广与应用。对科学工作流进行了深入分析,介绍了其基本功能和业务模型,详细比较了与业务工作流的差异。最后讨论了科学工作流在天文研究中的应用方法,对科学工作流的发展进行了展望。     

中国虚拟天文台体系结构

虚拟天文台是天文技术和信息技术结合的产物，其体系结构体现着与最新信息技术的结合。本文首先介绍虚拟天文台的工作流程和原理，进而介绍了虚拟天文台体系结构研究的最新进展。以网格技术为基础，给出了中国虚拟天文台的层次式体系结构和服务式体系结构。     

中国虚拟天文台可视化服务

虚拟天文台将使天文资料和相关资源的获取更加方便，阐述了可视化对虚拟天文台的必要性和重要性，着重说明了coneSearch界面可视化的内容以及实现方法和开发工具。     

中国虚拟天文台数据访问服务

随着科学技术的进步和大批天文观测项目的实施，天文数据正在呈现爆炸式的增长，天文学正进入一个数据富庶的时代。虚拟天文台项目的首要目标就是要解决这些高度分散、复杂、海量的天文数据的统一访问和管理，实现全球天文数据资源的融合，使天文学家能够高效快捷的获取所需的天文数据。中国虚拟天文台项目基于目前的网格技术，设计和实现网格环境下天文数据的查询访问服务，并为客户应用提供统一的访问接口。本文重点介绍了我们采用GlobusToolkit网格开发工具包，按照国际虚拟天文台联盟最新制订的天文数据标准，完成对天文星表数据资源的网格服务封装，实现天文星表锥形查询(Cone Search)和星表查询网格两个数据服务的工作，并介绍了如何使用天文数据服务搭建其他网格服务。     

中国虚拟天文台资源信息管理

信息技术的高速发展正在逐步影响着传统的科学研究领域,虚拟天文台(VO)就是其中的一个典型代表.它与当前最前沿的网格技术结合起来,以实现全球天文资源的共享,充分挖掘海量天文数据的科学潜能.在中国虚拟天文台的设计与实现过程中,我们采取了开放网格服务架构(OGSA)的体系结构,以服务的方式来组织和管理虚拟天文台中的资源.中国虚拟天文台资源管理系统的设计实现,资源信息的注册及发现是一个关键的问题,直接影响着整个系统的运行.本文以OGSA为基础,结合Globus Toolkit 3(GT3)的具体实现,阐述中国虚拟天文台资源信息管理系统的设计与实现.     

基于虚拟天文台的HXMT卫星数据检索发布系统设计与实现

目前,国际上诸多天文项目均遵循虚拟天文台（Virtual Observatory,VO）标准协议开发各天文数据检索发布系统,对外公开发布数据,并对数据资源进行VO注册,从而使用户通过虚拟天文台门户网站即可访问获取不同天文项目的数据集.硬X射线调制望远镜（HXMT）卫星项目也将虚拟天文台技术引入HXMT卫星数据检索发布系统的设计与实现过程中,既满足HXMT卫星数据发布需求,又将HXMT卫星数据融入虚拟天文台环境,实现国际天文数据的共享共用.系统提出了符合虚拟天文台规范的体系架构,并选取SCS锥形检索、VOTable数据格式等虚拟天文台标准协议加以实现,采用MVC模式、SSH框架以及各种J2EE技术进行软件研发,提供检索访问、浏览下载和可视化功能.实践和应用结果表明,系统在解决天文数据资源互操作、共享发布、检索访问及异构应用集成方面均具有可操作性,对我国空间天文卫星数据检索发布系统的研制具有参考意义.     

虚拟天文台数据访问系统(VO-DAS)任务调度设计与实现

为解决异地、异构、海量天文数据无缝透明地统一访问,中国虚拟天文台(China-VO)研究小组自主设计并开发了一套解决方案——虚拟天文台数据访问系统(VO-DAS)。着重从执行流程、设计模式、Session机制、生命周期、资源销毁、异常处理等模块详细阐述了该系统的任务调度设计。为了验证该系统的可行性和性能,最后描述了多个天文科学范例。     

构建中国虚拟天文台的天文数据结点

随着天文观测数据的爆炸式增长以及数据网格技术等新兴IT技术的日趋成熟,虚拟天文台应运而生。虚拟天文台成为基于数据网格技术的解决复杂海量天文数据的访问和管理的一种有效手段。我们对现有中国虚拟天文台体系结构底层进行设计与实现,并完成了其核心部分一天文数据结点。天文数据结点可发布和管理异构的数据资源,为用户提供统一的数据访问接口,进而为天文学家实现对各种天文数据的无缝透明访问和处理提供了方便。本文重点介绍了我们设计的天文数据结点的体系结构,以及结点各部分的功能,并讨论了其关键技术的实现。     

天文教育Ⅰ:万有引力与天体物理

分别从物理学和天文学角度引申出天体物理学科,特别关注万有引力在其中扮演的关键角色.无论在综合性大学亦或理工科院校,天文教育均有益于提高学生的科学和人文素养,而天体物理则是天文学的主要内涵.介绍了作者讲授"天体物理"课程的相关信息以及个人认识.最后,以大气簇射μ子产生、啾质量、宇宙加速膨胀等教学案例结束,侧面诠释了作者的"天体物理"教育理念.     

天文教育I: 万有引力与天体物理

分别从物理学和天文学角度引申出天体物理学科, 特别关注万有引力在其中扮演的关键角色. 无论在综合性大学亦或理工科院校, 天文教育均有益于提高学生的科学和人文素养, 而天体物理则是天文学的主要内涵. 介绍了作者讲授``天体物理''课程的相关信息以及个人认识. 最后, 以大气簇射mu子产生、啾质量、宇宙加速膨胀等教学案例结束, 侧面诠释了作者的``天体物理''教育理念.     

中外大学天文学教材评述

大学天文学是高校天文学专业最重要的专业基础课程, 主要 讲授天文学的基础知识和发展全貌, 具有覆盖面广、知识点多的特点. 教材的质量对于帮助学生理解天文学的基本原理和方法、提高学术水平和科学素养起到关键作用. 对于非天文学专业的学生和天文爱好者, 天文学教材也是拓展科学知识和认知宇宙的重要途径. 我国的大学天文学教材建设与欧美发达国家相比在数量和质量上还有不小差距. 梳理了国内外较有代表性的大学天文学教材, 评述其特色、优势和有待改进之处, 比较中外教材在内容和写法上的异同. 通过分析国外优秀教材的编著理念、方法和技巧, 为我国未来天文学教材建设提供参考建议.     

中外大学天文学教材评述

大学天文学是高校天文学专业最重要的专业基础课程, 主要 讲授天文学的基础知识和发展全貌, 具有覆盖面广、知识点多的特点. 教材的质量对于帮助学生理解天文学的基本原理和方法、提高学术水平和科学素养起到关键作用. 对于非天文学专业的学生和天文爱好者, 天文学教材也是拓展科学知识和认知宇宙的重要途径. 我国的大学天文学教材建设与欧美发达国家相比在数量和质量上还有不小差距. 梳理了国内外较有代表性的大学天文学教材, 评述其特色、优势和有待改进之处, 比较中外教材在内容和写法上的异同. 通过分析国外优秀教材的编著理念、方法和技巧, 为我国未来天文学教材建设提供参考建议.     

虚拟天文台的技术进展

虚拟天文台是在望远镜和探测器的研制技术、计算机网络技术取得突破性进展的条件下产生的，与最新的信息技术紧密结合成为其发展最鲜明的特点。用可扩展标记语言（简称XML）技术封装天文数据，把虚拟天文台建立在网格的体系结构之上是当今虚拟天文台技术发展的主流。按照目前虚拟天文台具代表性的层次式体系结构分层介绍各个层次的相关技术，同时提出充分利用现有资源优势实施中国虚拟天文台计算的设想。     

Exotic UV astronomy

After considering a number of historical but somewhat “forgotten” UV astronomy experiments, I discuss a number of ways of non-conventional astronomy in the ultraviolet that, on first considerations, could be viable alternatives and valuable complements to classical space observations. These are (a) UV astronomy from the Antarctic or the Arctic regions that take advantage of the “ozone hole”, (b) the use of high-altitude stratospheric balloon-borne telescopes, and (c) the operation of UV telescopes on the Moon. The advantages of these options are discussed and evaluated against the costs of each option and, one by one, are mostly rejected as not fully justifying the specific alternative. The possibility to achieve valuable (but limited) UV science, such as imaging at ～2000 Å, using long-duration stratospheric balloons is described. The option of lunar UV observatories is retained to be implemented for the case of a UV interferometer, where the stability of the lunar regolith is seen as a significant advantage in comparison to free-flying interferometers. A location beyond the main asteroid belt, where the background due zodiacal light may be negligible, is advocated as an ideal location for a UV observatory in the Solar System.     

射电望远镜的发展和前景

在近代科学技术发展的基础上诞生和成长起来的射电天文学已经走过了66年的历程,作为射电天文学主要探测工具的射电望远镜有了长足的进步,面临21世纪人类社会和自然科学技术包括天文学发展的挑战,射电望远镜及射电天文学将迈出新的步伐．从射电天文学和射电望远镜发展的关系、射电望远镜几个主要发展方向和目前水平、自90年代以来逐步勾画而明确起来的未来发展方向等方面阐明了射电望远镜的发展和前景,以作为我国发展新一代射电望远镜的参考．     

科研型天文创新人才培养模式的探索与实践 ---以贵州师范大学``南仁东''创新人才实验班为例

我国天文大科学设备郭守敬望远镜(Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope,LAMOST)、慧眼硬X射线调制卫星(Hard X-ray Modulation Telescope, HXMT)以及500 m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope, FAST)陆续建成使用,急需大量从事天文前沿科学研究的创新人才.然而,天文专业发展的区域分布不均衡严重影响了天文专业人才的培养.贵州师范大学立足于天文学科发展需求和贵州省省情,成立了“南仁东”创新人才实验班(简称南仁东班).同时,贵州师范大学通过与中国科学院国家天文台院校协同,借助其教育和科研资源优势,探索与实践了科研型天文创新人才培养的新模式.在课程思政、人才培养和师资队伍建设等方面取得了较好的成绩.“院校协同,培养科研型天文创新人才”的人才培养模式对西部地区乃至全国开展天文专业人才培养具有重要的借鉴价值.     

NASA's Initiative to Develop Education through Astronomy (IDEA)

We describe a progressive program in science education called the Initiative to Develop Education through Astronomy (IDEA). IDEA represents a commitrnent by the Astrophysics Division of NASA Headquarters to pre-collegiate and public learning. The program enlists the full participation of research astronomers in taking advantage of the natural appeal of astronomy and the unique features of space astrophysics missions to generate valuable learning experiences and scientifically accurate and educationally effective products for students, teachers and citizens. One of the premier projects is called Flight Opportunities for Science Teacher EnRichment (FOSTER) — a program to fly teachers aboard the Kuiper Airborne Observatory during actual research missions. IDEA is managed by a visiting scientist with extensive educational background (each of the authors have served in this role), and the program is unique within NASA science divisions for having a full time scientist devoted to education. IDEA recognizes that the rapidly shifting social and political landscape has caused a fundamental change in how science is expected to contribute to society. It is in the enlightened self-interest of all research scientists to respond to the challenge of connecting forefront research to basic educational needs. IDEA is exploring the avenues needed to facilitate these connections, including supplementing research grants for educational purposes.Presented at the 2nd UN/ESA Workshop, held in Bogotá, Colombia, 9–13 November, 1992.