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“中国智造”首台天线 建成后可搜索外星生命

2018-02-07 08:42 来源:中国青年报 
2018-02-07 08:42:41来源:中国青年报作者:责任编辑:袁晴

  世界最大射电望远镜阵首台天线“出炉”

  中国为又一项国际大科学工程“打响”头炮

  “好一只大‘耳朵’!”

  走近世界最大射电望远镜阵的第一台天线,不少人发出这样的惊呼,天线主反射面一袭白装,由66块铝制面板组成。加上底座,整个天线足有7层楼之高。

  2月6日下午,这只大“耳朵”启动后,开始转动反射体。俯仰之间,缓缓扫过天际,从容巡视天空——这是它的第一次正式亮相。

  该天线由中国电子科技集团公司54所和中国科学院国家天文台主导研制。科技部副部长黄卫2月6日表示,在全球多国正在联合打造的人类有史以来最庞大的天文设备中,中国制造了首台天线,为整个设备的建造“打响”了头炮。

  10个国家联合打造的大工程

  这个最庞大的天文设备全称是“平方公里阵列射电望远镜”(SKA)。建成后,SKA总接收面积将达“一平方公里”,相当于140个足球场大。

  2011年,7个创始成员国联合成立了SKA独立法人机构SKA组织。目前,该组织有10个成员国,总部设在英国,尚有多个国家正在申请成为成员国。中国是参与SKA的创始国之一。科技部国际合作司司长叶冬柏表示,SKA是我国继热核聚变项目之后,参与的第二个国际大科学工程。

  SKA总干事、射电天文学家菲利普·戴蒙德打过一个形象的比方:一片雪花掉落地面时产生的能量,超过了迄今为止射电天文领域接收到的所有能量——这让我们了解到这些射电信号有多么微弱,以及为了“拾取”这些信号,我们的系统需要有多么敏锐。

  他说,要“听到”这些微弱的信号,科学家需要一个巨大的接收面积。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,将在约3000平方公里的广袤荒野中,建设2500面15米口径反射面天线。

  SKA天线工作包联盟主席、中国电科SKA办公室副主任、54所专家王枫说,基线越大,望远镜的分辨率越高,观测就越精细,“绘制”的宇宙“图景”也更有价值。SKA最长基线距离是3000公里,横跨两个大陆。

  “中国智造”首台天线

  2月6日,SKA首个仰望星空、机敏灵活的天线“出炉”。这是继2015年12月“中国提交的天线设计方案,被批准成为SKA后续研发的唯一方案”之后,又一里程碑事件。

  在SKA所有的基础建设工作任务中,天线工作是最主要、最核心的部分。中国电科总经理刘烈宏说,首台天线的成功研制标志着中国在SKA核心设备研发中发挥引领和主导作用,在国际大科学工程中,为世界成功提供“天线解决方案”。

  54所SKA反射面天线总设计师杜彪告诉记者,SKA反射面天线经历了从概念天线样机、初步设计方案、详细设计方案、首台样机等几个研发阶段,中国的地位和作用随之日益提升。他说,反射面的精度直接影响天线的灵敏度,在重力、温度和风载荷影响下,首台天线主反射面的精度达到0.5毫米,副反射面精度达0.2毫米,综合性价比超过目前国际所有同类天线。

  这台天线还实现了高电磁屏蔽,为这只“耳朵”倾听宇宙声音屏蔽掉电子设备辐射的电磁信号,让它更加专注于宇宙目标。

  王枫告诉记者,通过技术攻关,这台天线的重量只有以往同类天线重量的2/3,降低了建设成本,提高了建设效率,为未来SKA项目的顺利实施奠定了良好的基础。

  建成后可搜索外星生命

  王枫介绍,灵敏度和巡天速度是射电望远镜两个非常重要的指标。灵敏度越高,天线“看”得就越远,探测宇宙的能力就越强;巡天速度越快,天线“扫描”和“观测”同一天区的速度就越快,天线的工作效率就越高。按照规划,SKA的灵敏度将比目前最大的射电望远镜阵列——美国EVLA提高50倍,巡天速度提高1万倍。

  黄卫说,作为全球多个国家的科学技术人员共同参与、协作制造、共同运行和管理的跨国界全球大科学装置,SKA不仅将是人类在21世纪里创造的又一个奇迹,更是人类共同目标、共同命运的体现,是全世界不同语言、不同民族、不同文化的又一次碰撞与交融,是人类命运共同体在科学上的具体体现。

  他说,SKA将为人类认识宇宙提供重要机遇,开启人类探测宇宙的新纪元。它被寄予人类了解宇宙和生命奥秘的希望,将致力于揭示人类共同关心的一些基本问题。

  杜彪说,SKA将探测宇宙、星系的起源和演化,寻找更多的星系,探寻孕育生命的新摇篮、搜索外星生命等。

  这个大望远镜还将致力于揭示和回答关于“基本力”问题。比如,检验爱因斯坦的广义相对论正确与否,探寻宇宙磁场是从哪里来的,是怎么演化的。

  菲利普·戴蒙德今天透露,下一步SKA工程将进入建设阶段,其中第一个建设阶段项目总投入约6.75亿欧元,预计在3年左右建成130多台天线。

  本报石家庄2月6日电

  中国青年报·中青在线记者 邱晨辉

[责任编辑:袁晴]
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