SKA的首臺天線(xiàn)樣機。
翟羽佳攝(人民視覺(jué))
由中方主導研發(fā)、被稱(chēng)為“地球之眼”的國際大科學(xué)工程——平方公里陣列射電望遠鏡(簡(jiǎn)稱(chēng)SKA)的首臺正樣樣機“反射面天線(xiàn)樣機”(簡(jiǎn)稱(chēng)SKA—P),在中國電子科技集團公司第五十四所(簡(jiǎn)稱(chēng)中國電科54所)出廠(chǎng)。這標志著(zhù)我國在SKA核心設備研發(fā)中開(kāi)始發(fā)揮引領(lǐng)和主導作用,并在國際大科學(xué)工程中為世界成功提供“天線(xiàn)解決方案”。
SKA是國際天文界計劃建造的世界最大綜合孔徑射電望遠鏡,由全球多個(gè)國家出資共同建造。SKA臺址位于澳大利亞、南非及非洲南部8個(gè)國家的無(wú)線(xiàn)電寧靜區域,其接收面積約1平方公里,相當于140個(gè)足球場(chǎng)大。
SKA建成后將比目前最大的射電望遠鏡陣列EVLA的靈敏度提高約50倍,巡天速度提高約1萬(wàn)倍,為人類(lèi)認識宇宙提供了重要機遇。
SKA致力于揭示人類(lèi)共同關(guān)心的宇宙黎明和生命搖籃等科學(xué)之謎,回答宇宙的第一縷曙光、結構形成、生命起源等宇宙的基本問(wèn)題,有望開(kāi)辟人類(lèi)認識宇宙的新紀元。
2011年,包括中國在內的7國作為創(chuàng )始成員國成立了SKA獨立法人機構SKA組織(SKAO)。目前SKAO有澳大利亞、加拿大、中國、印度、意大利、新西蘭、南非、瑞典、荷蘭和英國共10個(gè)成員國,總部設在英國。SKA項目分為建設準備階段、建設階段和運行階段(預計50年),預計2019年啟動(dòng)采購招標,2020年全面開(kāi)工建設。
據了解,SKA—P的設計和建造由中國電科54所主導承擔。其概念設計于2015年5月提出,在同年11月召開(kāi)的天線(xiàn)設計方案國際評選會(huì )上,由多名專(zhuān)家組成的國際評審委員會(huì )基于設計成熟度、建造安裝計劃、成本等方面因素綜合考慮,一致推薦中國設計方案作為SKA—P的唯一研發(fā)方案。
2017年,由中國電科54所和國家天文臺聯(lián)合成立的射電天文技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗室(JLRAT)成為SKA天線(xiàn)工作包聯(lián)盟新的牽頭單位,聯(lián)合南非、德國、意大利等國家的20家科研機構共同開(kāi)展SKA反射面天線(xiàn)研發(fā),并承擔了SKA—P的研發(fā)工作。
據中國電科54所所長(cháng)張桂華介紹,反射面天線(xiàn)的性能關(guān)乎SKA整體性能和主要科學(xué)目標的實(shí)現。SKA對天線(xiàn)技術(shù)指標和工程建設提出了極高的要求,一方面需要滿(mǎn)足高靈敏度、高指向精度、高指向一致性、超寬頻帶、高電磁屏蔽性及大視場(chǎng)等性能指標要求,同時(shí)又要滿(mǎn)足低制造成本、快速建設和便于維護的要求。
通過(guò)5年技術(shù)攻關(guān),JLRAT牽頭聯(lián)合國際團隊通過(guò)標準化、模塊化、精細化、一體化設計,使得SKA—P最終在技術(shù)上滿(mǎn)足SKA所有技術(shù)指標。
天線(xiàn)的設計壽命為50年,是常規天線(xiàn)重量的2/3,并具備低功耗、低成本、易安裝、易運輸和批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn),為未來(lái)SKA項目的順利實(shí)施奠定了強有力的基礎。
專(zhuān)家指出,SKA—P成功研制是SKA工程研發(fā)的一個(gè)重大成果,具有重要里程碑意義。作為SKA全球多元化創(chuàng )新版圖中日益重要的一極,未來(lái)中方將繼續積極融入全球創(chuàng )新網(wǎng)絡(luò ),以SKA國際大科學(xué)工程為契機,推動(dòng)中國方案、中國技術(shù)、中國射電天文逐漸走到世界舞臺的中央。
近年來(lái)我國陸續建成多座射電望遠鏡,天文學(xué)研究正逐步躋身一流。