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厲害了！“中國智造”首臺天線建成可搜索外星生命

時(shí)間：2018-02-07 09:29:53    來源：中國青年報(bào)    

“好一只大‘耳朵’!”

厲害了！“中國智造”首臺天線建成可搜索外星生命

走近世界最大射電望遠(yuǎn)鏡陣的第一臺天線，不少人發(fā)出這樣的驚呼，天線主反射面一襲白裝，由66塊鋁制面板組成。加上底座，整個(gè)天線足有7層樓之高。

2月6日下午，這只大“耳朵”啟動(dòng)后，開始轉(zhuǎn)動(dòng)反射體。俯仰之間，緩緩掃過天際，從容巡視天空——這是它的第一次正式亮相。

該天線由中國電子科技集團(tuán)公司54所和中國科學(xué)院國家天文臺主導(dǎo)研制?？萍疾扛辈块L黃衛(wèi)2月6日表示，在全球多國正在聯(lián)合打造的人類有史以來最龐大的天文設(shè)備中，中國制造了首臺天線，為整個(gè)設(shè)備的建造“打響”了頭炮。

10個(gè)國家聯(lián)合打造的大工程

這個(gè)最龐大的天文設(shè)備全稱是“平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡”(SKA)。建成后，SKA總接收面積將達(dá)“一平方公里”，相當(dāng)于140個(gè)足球場大。

2011年，7個(gè)創(chuàng)始成員國聯(lián)合成立了SKA獨(dú)立法人機(jī)構(gòu)SKA組織。目前，該組織有10個(gè)成員國，總部設(shè)在英國，尚有多個(gè)國家正在申請成為成員國。中國是參與SKA的創(chuàng)始國之一?？萍疾繃H合作司司長葉冬柏表示，SKA是我國繼熱核聚變項(xiàng)目之后，參與的第二個(gè)國際大科學(xué)工程。

SKA總干事、射電天文學(xué)家菲利普·戴蒙德打過一個(gè)形象的比方：一片雪花掉落地面時(shí)產(chǎn)生的能量，超過了迄今為止射電天文領(lǐng)域接收到的所有能量——這讓我們了解到這些射電信號有多么微弱，以及為了“拾取”這些信號，我們的系統(tǒng)需要有多么敏銳。

他說，要“聽到”這些微弱的信號，科學(xué)家需要一個(gè)巨大的接收面積。按照規(guī)劃，SKA選址在澳大利亞、南非及非洲南部8個(gè)國家的無線電寧靜區(qū)域，將在約3000平方公里的廣袤荒野中，建設(shè)2500面15米口徑反射面天線。

SKA天線工作包聯(lián)盟主席、中國電科SKA辦公室副主任、54所專家王楓說，基線越大，望遠(yuǎn)鏡的分辨率越高，觀測就越精細(xì)，“繪制”的宇宙“圖景”也更有價(jià)值。SKA最長基線距離是3000公里，橫跨兩個(gè)大陸。

“中國智造”首臺天線

2月6日，SKA首個(gè)仰望星空、機(jī)敏靈活的天線“出爐”。這是繼2015年12月“中國提交的天線設(shè)計(jì)方案，被批準(zhǔn)成為SKA后續(xù)研發(fā)的唯一方案”之后，又一里程碑事件。

在SKA所有的基礎(chǔ)建設(shè)工作任務(wù)中，天線工作是最主要、最核心的部分。中國電科總經(jīng)理劉烈宏說，首臺天線的成功研制標(biāo)志著中國在SKA核心設(shè)備研發(fā)中發(fā)揮引領(lǐng)和主導(dǎo)作用，在國際大科學(xué)工程中，為世界成功提供“天線解決方案”。

54所SKA反射面天線總設(shè)計(jì)師杜彪告訴記者，SKA反射面天線經(jīng)歷了從概念天線樣機(jī)、初步設(shè)計(jì)方案、詳細(xì)設(shè)計(jì)方案、首臺樣機(jī)等幾個(gè)研發(fā)階段，中國的地位和作用隨之日益提升。他說，反射面的精度直接影響天線的靈敏度，在重力、溫度和風(fēng)載荷影響下，首臺天線主反射面的精度達(dá)到0.5毫米，副反射面精度達(dá)0.2毫米，綜合性價(jià)比超過目前國際所有同類天線。

這臺天線還實(shí)現(xiàn)了高電磁屏蔽，為這只“耳朵”傾聽宇宙聲音屏蔽掉電子設(shè)備輻射的電磁信號，讓它更加專注于宇宙目標(biāo)。

王楓告訴記者，通過技術(shù)攻關(guān)，這臺天線的重量只有以往同類天線重量的2/3，降低了建設(shè)成本，提高了建設(shè)效率，為未來SKA項(xiàng)目的順利實(shí)施奠定了良好的基礎(chǔ)。

建成后可搜索外星生命

王楓介紹，靈敏度和巡天速度是射電望遠(yuǎn)鏡兩個(gè)非常重要的指標(biāo)。靈敏度越高，天線“看”得就越遠(yuǎn)，探測宇宙的能力就越強(qiáng);巡天速度越快，天線“掃描”和“觀測”同一天區(qū)的速度就越快，天線的工作效率就越高。按照規(guī)劃，SKA的靈敏度將比目前最大的射電望遠(yuǎn)鏡陣列——美國EVLA提高50倍，巡天速度提高1萬倍。

黃衛(wèi)說，作為全球多個(gè)國家的科學(xué)技術(shù)人員共同參與、協(xié)作制造、共同運(yùn)行和管理的跨國界全球大科學(xué)裝置，SKA不僅將是人類在21世紀(jì)里創(chuàng)造的又一個(gè)奇跡，更是人類共同目標(biāo)、共同命運(yùn)的體現(xiàn)，是全世界不同語言、不同民族、不同文化的又一次碰撞與交融，是人類命運(yùn)共同體在科學(xué)上的具體體現(xiàn)。

他說，SKA將為人類認(rèn)識宇宙提供重要機(jī)遇，開啟人類探測宇宙的新紀(jì)元。它被寄予人類了解宇宙和生命奧秘的希望，將致力于揭示人類共同關(guān)心的一些基本問題。

杜彪說，SKA將探測宇宙、星系的起源和演化，尋找更多的星系，探尋孕育生命的新?lián)u籃、搜索外星生命等。

這個(gè)大望遠(yuǎn)鏡還將致力于揭示和回答關(guān)于“基本力”問題。比如，檢驗(yàn)愛因斯坦的廣義相對論正確與否，探尋宇宙磁場是從哪里來的，是怎么演化的。

菲利普·戴蒙德今天透露，下一步SKA工程將進(jìn)入建設(shè)階段，其中第一個(gè)建設(shè)階段項(xiàng)目總投入約6.75億歐元，預(yù)計(jì)在3年左右建成130多臺天線。(記者 邱晨輝)

標(biāo)簽： 外星 天線 中國

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