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地球之眼 有了中国天线

2018-02-07 11:24 来源:人民日报 本报记者 赵永新

  SKA的首台天线样机。

翟羽佳摄(人民视觉)

  6日,由中方主导研发、被称为“地球之眼”的国际大科学工程——平方公里阵列射电望远镜(简称SKA)的首台正样样机“反射面天线样机”(简称SKA—P),在中国电子科技集团公司第五十四所(简称中国电科54所)出厂。这标志着我国在SKA核心设备研发中开始发挥引领和主导作用,并在国际大科学工程中为世界成功提供“天线解决方案”。

  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。SKA台址位于澳大利亚、南非及非洲南部8个国家的无线电宁静区域,其接收面积约1平方公里,相当于140个足球场大。

  SKA建成后将比目前最大的射电望远镜阵列EVLA的灵敏度提高约50倍,巡天速度提高约1万倍,为人类认识宇宙提供了重要机遇。

  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,回答宇宙的第一缕曙光、结构形成、生命起源等宇宙的基本问题,有望开辟人类认识宇宙的新纪元。

  2011年,包括中国在内的7国作为创始成员国成立了SKA独立法人机构SKA组织(SKAO)。目前SKAO有澳大利亚、加拿大、中国、印度、意大利、新西兰、南非、瑞典、荷兰和英国共10个成员国,总部设在英国。SKA项目分为建设准备阶段、建设阶段和运行阶段(预计50年),预计2019年启动采购招标,2020年全面开工建设。

  据了解,SKA—P的设计和建造由中国电科54所主导承担。其概念设计于2015年5月提出,在同年11月召开的天线设计方案国际评选会上,由多名专家组成的国际评审委员会基于设计成熟度、建造安装计划、成本等方面因素综合考虑,一致推荐中国设计方案作为SKA—P的唯一研发方案。

  2017年,由中国电科54所和国家天文台联合成立的射电天文技术联合实验室(JLRAT)成为SKA天线工作包联盟新的牵头单位,联合南非、德国、意大利等国家的20家科研机构共同开展SKA反射面天线研发,并承担了SKA—P的研发工作。

  据中国电科54所所长张桂华介绍,反射面天线的性能关乎SKA整体性能和主要科学目标的实现。SKA对天线技术指标和工程建设提出了极高的要求,一方面需要满足高灵敏度、高指向精度、高指向一致性、超宽频带、高电磁屏蔽性及大视场等性能指标要求,同时又要满足低制造成本、快速建设和便于维护的要求。

  通过5年技术攻关,JLRAT牵头联合国际团队通过标准化、模块化、精细化、一体化设计,使得SKA—P最终在技术上满足SKA所有技术指标。

  天线的设计寿命为50年,是常规天线重量的2/3,并具备低功耗、低成本、易安装、易运输和批量生产等优点,为未来SKA项目的顺利实施奠定了强有力的基础。

  专家指出,SKA—P成功研制是SKA工程研发的一个重大成果,具有重要里程碑意义。作为SKA全球多元化创新版图中日益重要的一极,未来中方将继续积极融入全球创新网络,以SKA国际大科学工程为契机,推动中国方案、中国技术、中国射电天文逐渐走到世界舞台的中央。

  近年来我国陆续建成多座射电望远镜,天文学研究正逐步跻身一流。

(责任编辑:王蔚)

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