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世界最庞大天文设备SKA首台天线在中国诞生

日期:2018-02-07
乾元坤和编辑

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据中国之声《新闻纵横》报道,您可能无法想象,迄今为止射电天文领域接收到的所有能量,还没有一片雪花掉落地面时所产生的能量大。尽管来自宇宙的射电信号极其微弱,但地球人依然竭尽全力拾取这些信号。正在建造的国际大科学工程――平方公里阵列射电望远镜(SKA)即将聆听来自宇宙的声音,为人类一点点地推开认识宇宙的大门做着艰苦的尝试。

SKA是国际天文界计划建造的世界最大综合孔径射电望远镜,由全球多个国家出资共同建造,其反射面天线性能关乎望远镜整体性能和主要科学目标的实现。昨天(6日)下午,这只独特的“大触角”样机在中国亮相。

下午3点左右,平方公里阵列射电望远镜SKA首台天线样机正式启动,巨大的反射面缓缓转过身来,转动270度扫过天际,展示了天线的跟踪扫描模式。

这是一台15米口径双偏置格里高利反射面天线,整个天线高达21米,重量仅为42吨。

中国电子科技集团有限公司总经理刘烈宏介绍,对宇宙的观测需要极高的灵敏度、天线的指向精度,这对SKA天线的研制构成了很大的挑战,“我们为SKA研制的天线就具有这样的精度,这不光是1台天线的精度,今后的2500台天线都要实现这样的精度,对天线的研制、生产和安装都是很大的挑战。”

SKA建成后,将比目前最大射电望远镜阵列的灵敏度提高约50倍,巡天速度提高约1万倍。科技部副部长黄卫表示,SKA致力于揭示人类共同关心的宇宙黎明和生命摇篮等科学之谜,在射电天文、基础物理、数据处理等基础科学前沿研究方法创新,无线电、信息科学等领域技术研发,以及国际大科学工程的组织、管理和国际协调等方面,提出了共同的要求和诸多挑战。

SKA所有的基础建设工作任务中,天线工作是其中最主要、最核心的部分。SKA对天线技术指标和工程建设提出了极高的要求,在近五年的国际协作研发过程中,中方科研团队在成本、性能、技术成熟度和工程可实施性等方面都体现出明显优势,最终被国际评审委员会选为SKA反射面天线研发唯一设计方案。

刘烈宏回忆:“中国电科团队的方案在三个方案中脱颖而出,从最初的参与到最后实现主导,中国电科的专家也成为了SKA天线联盟的主席。”

中国电子科技集团第54研究所和国家天文台联合成立的射电天文技术联合实验室牵头联合国际团队,实现了天线的标准化、模块化、轻量化及高性价比的创新设计,使得这台天线样机的指标均满足SKA要求。SKA组织总干事菲利普・戴蒙德评价说:“我们的中国同事对类似的技术有着极为丰富的经验,基于这些经验来建造SKA,是我们能拥有一个成本可控的SKA反射面天线的绝对关键,而这一原型机正在中国拔地而起。”

按照规划,SKA选址在澳大利亚、南非及非洲南部8个国家的无线电宁静区域,在约3000公里的广袤荒野中,将建设250015米口径反射面天线,聆听来自宇宙的微弱讯息。

自上世纪80年代以来,我国重视参与国际大科学计划和大科学工程工作,参与了国际热核聚变实验堆、平方公里阵列射电望远镜等在世界上有重大影响的大科学计划与大科学工程。科技部国际合作司司长叶冬柏指出:“一方面我们在合作中积累经验,另一方面随着中国科技的进步,我们要更多地为全人类、全世界科学技术的进步、科技创新引领世界的发展作出贡献。”

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