為“世界巨眼”裝上“中國之眸”
文章來源：新華每日電訊 發布時(shi)間：2019-02-08
這是SKA——平方公里陣列射電望遠鏡首臺天線樣機的正面（左）、側面（中）和背面（2月6日攝，拼版照片）
人類探秘(mi)宇宙又將多一雙“巨眼”。
數千面天(tian)線(xian)從中(zhong)心向外呈(cheng)旋臂狀(zhuang)鋪展，延伸著長長的“觸角”，恰似(si)一(yi)只(zhi)“巨眼”，用(yong)世(shi)界(jie)最(zui)大的天(tian)線(xian)陣列(lie)(lie)射(she)(she)電(dian)(dian)望遠鏡探(tan)秘宇宙(zhou)：6日下午，SKA——平方(fang)公里陣列(lie)(lie)射(she)(she)電(dian)(dian)望遠鏡首(shou)臺天(tian)線(xian)樣機在河北石(shi)家(jia)莊正(zheng)式啟動，這標志著由中(zhong)國主導研制的SKA反射(she)(she)面天(tian)線(xian)即將進入正(zheng)式建設階段。
組成陣列(lie)(lie)的望(wang)遠(yuan)鏡接收面(mian)積達1平方公(gong)里、足有(you)140個(ge)足球場大(da)，比目前(qian)最大(da)的射電望(wang)遠(yuan)鏡陣列(lie)(lie)靈敏度提(ti)高50倍(bei)。SKA總(zong)干事菲(fei)利普·戴蒙德評價說(shuo)，作(zuo)為(wei)多國(guo)合作(zuo)的國(guo)際大(da)科學工程，SKA將為(wei)人(ren)類認識宇宙(zhou)提(ti)供(gong)歷(li)史新機遇(yu)。
探秘宇宙的“世界巨眼”
一聲(sheng)啟(qi)動(dong)(dong)，10米(mi)高的底座(zuo)上(shang)，反射體緩(huan)緩(huan)轉動(dong)(dong)，猶如一只靈動(dong)(dong)的“眼眸”，俯仰之間，緩(huan)緩(huan)掃過(guo)天(tian)際；水平轉動(dong)(dong)，從(cong)容巡(xun)視天(tian)空……SKA首臺天(tian)線樣機(ji)甫一亮相(xiang)，便吸(xi)引了在場多國科(ke)學(xue)家(jia)(jia)、天(tian)文(wen)學(xue)家(jia)(jia)的目光。
“它(ta)的成功研(yan)制，標志著中(zhong)國在SKA核心設備研(yan)發中(zhong)發揮引領(ling)和主導(dao)作用(yong)，在國際大(da)科學工(gong)程中(zhong)，為世界(jie)成功提供(gong)‘天(tian)線(xian)解決(jue)方案’。”中(zhong)國電子科技集團總經理劉烈宏(hong)說。
“這是國(guo)(guo)際大(da)(da)(da)(da)科(ke)學工程的(de)里程碑事件。”菲利普·戴蒙德介紹(shao)，SKA始(shi)于上(shang)世紀(ji)九十(shi)年(nian)代初，是目前在建的(de)全球最大(da)(da)(da)(da)綜合(he)孔徑射電(dian)望遠鏡，是多國(guo)(guo)合(he)作(zuo)、共同(tong)出(chu)資(zi)的(de)國(guo)(guo)際大(da)(da)(da)(da)科(ke)學工程。約20個國(guo)(guo)家、上(shang)百個大(da)(da)(da)(da)學和(he)科(ke)研機構的(de)天文學家和(he)工程師參(can)與項目研發。
專家介(jie)紹(shao)，之所以命名為SKA，是因為組成陣列的射電望遠鏡總接收(shou)面積達1平方(fang)公里,相當于140個足球場大。
“這是中(zhong)國(guo)第一次正式牽頭SKA工(gong)作包(bao)聯盟工(gong)作，全面主(zhu)持主(zhu)導(dao)工(gong)程(cheng)(cheng)核心(xin)技術研發(fa)。從參與到主(zhu)導(dao)，體現了中(zhong)國(guo)在射電天文領域的技術邁進(jin)和突破，也為中(zhong)國(guo)今后牽頭和主(zhu)導(dao)國(guo)際大(da)科(ke)學工(gong)程(cheng)(cheng)積(ji)累了豐富經驗。”中(zhong)科(ke)院(yuan)國(guo)家(jia)天文臺副臺長郝(hao)晉(jin)新說。
這是一(yi)只“巨(ju)大的眼眸(mou)”。這一(yi)項目選(xuan)址在澳大利亞、南(nan)非及非洲南(nan)部8個國家的無線電寧靜區域，將在約3000公里的廣袤荒野中，建設2500面15米口(kou)徑反(fan)射面天線。
這(zhe)是一只“靈敏的(de)眼眸”。這(zhe)一項目將成為世界上(shang)最(zui)大(da)的(de)綜合孔徑(jing)射(she)(she)電天文望(wang)遠鏡(jing)，比目前最(zui)大(da)的(de)射(she)(she)電望(wang)遠鏡(jing)陣列(lie)的(de)靈敏度(du)(du)提高50倍，巡天速度(du)(du)提高10000倍。
這是一(yi)只(zhi)“全面的(de)眼(yan)眸”。這一(yi)項(xiang)目能(neng)夠更全面地觀測(ce)星(xing)(xing)空，尋找更多的(de)星(xing)(xing)系，探尋孕育(yu)生命的(de)新搖籃、搜索外星(xing)(xing)生命等。
此次出廠的(de)天(tian)(tian)線(xian)更(geng)有不少新特(te)點(dian)(dian)。SKA反射(she)面(mian)天(tian)(tian)線(xian)總設計師(shi)杜彪介紹，天(tian)(tian)線(xian)的(de)設計壽命約(yue)(yue)50年(nian)，重量約(yue)(yue)40噸，是常規天(tian)(tian)線(xian)重量的(de)三(san)分之二，還具有低功耗、低成本、易安裝、易運輸(shu)和批量生產等優(you)點(dian)(dian)。
從參與到主導：十年煉就“中國之眸”
全球(qiu)射電天文學(xue)方(fang)興未艾，接連涌現(xian)類星(xing)體、脈沖(chong)星(xing)、星(xing)際分子和微波背景(jing)輻射四大天文發現(xian)。近年(nian)來我國(guo)陸續(xu)建成多座射電望(wang)遠鏡，口徑從25米到65米再到500米，從追趕到并跑，天文學(xue)研究開始逐步躋(ji)身一流。
2011年(nian)，包(bao)括中(zhong)國(guo)在內的多國(guo)作為創始成(cheng)員國(guo)成(cheng)立了(le)SKA獨立法人機構(gou)SKA組(zu)織。自2013年(nian)起，中(zhong)方與(yu)來自南非、德國(guo)、意(yi)大利、澳大利亞、加拿大、瑞典、英國(guo)等(deng)國(guo)家的優勢科(ke)研(yan)機構(gou)強(qiang)強(qiang)聯(lian)合，組(zu)成(cheng)工作包(bao)聯(lian)盟(meng)，共同參與(yu)SKA工程設計研(yan)發工作。
想(xiang)要在(zai)這一多國參(can)與的大科學工程中脫(tuo)穎而出，并(bing)非易事(shi)。記者(zhe)在(zai)采訪中了解到，中方(fang)團隊(dui)雖然有較為深(shen)厚的天線研制(zhi)基(ji)礎，但加入項目晚，起(qi)步并(bing)非一帆風(feng)順。
“一開始(shi)被(bei)看不起(qi)，只(zhi)讓咱們做最基礎的(de)天(tian)線(xian)座架。”SKA項(xiang)目天(tian)線(xian)設(she)備承包方負責人(ren)之一、中國(guo)(guo)電科54所所長張桂華告訴記者，回顧(gu)中國(guo)(guo)參與SKA的(de)研制經(jing)歷，中國(guo)(guo)從一開始(shi)的(de)“項(xiang)目創始(shi)國(guo)(guo)之一”，到(dao)后(hou)來憑(ping)借成(cheng)本、性能、技術成(cheng)熟度和工程可(ke)實施(shi)性等顯著(zhu)優勢被(bei)推薦為SKA后(hou)續研發的(de)唯(wei)一設(she)計方案，經(jing)歷十年的(de)艱難之路。
“SKA選(xuan)用的(de)核心設備天線，每一步都是靠反復的(de)試(shi)驗與(yu)(yu)仿(fang)真，無數次(ci)的(de)探討與(yu)(yu)研究，最終成就了這只(zhi)包含眾(zhong)多科學家期(qi)望與(yu)(yu)技術人員心血的(de)巨眼之眸。”張桂華(hua)說。
“反射面單元精(jing)(jing)度誤(wu)差僅(jin)有(you)兩個頭(tou)發絲的(de)厚(hou)度，精(jing)(jing)度可控，完全自主生(sheng)產。”杜彪介紹(shao)，通過5年技術攻(gong)關(guan)，中國的(de)產品最終在技術上滿足SKA所有(you)指標要求(qiu)。
堅持自主研發與國際合作并重：推動中國前沿探索迎來新時代
近年來(lai)，我國先后建成了東(dong)莞散裂(lie)中(zhong)(zhong)子源、“天眼”FAST望遠鏡、合肥穩態(tai)強(qiang)磁場裝(zhuang)置(zhi)(zhi)、上(shang)海超強(qiang)超短激(ji)光實(shi)驗(yan)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)、大(da)亞灣中(zhong)(zhong)微子等一(yi)大(da)批大(da)科學裝(zhuang)置(zhi)(zhi)。此次(ci)SKA首臺天線樣機啟動，也意(yi)味著中(zhong)(zhong)國將會越來(lai)越多地(di)參與國際大(da)科學計(ji)劃，并發(fa)揮重要作用。
多位(wei)專家認為，新一輪科技革(ge)命(ming)和(he)產業變革(ge)正在(zai)重(zhong)塑(su)世界經(jing)濟(ji)結構和(he)競爭格局，創新要素開放性(xing)、流(liu)動(dong)性(xing)顯著增強，用科技促進經(jing)濟(ji)社會發展(zhan)成為國際共識(shi)。
來自科技(ji)(ji)(ji)部(bu)的(de)信息顯示，“十二(er)五”以來，我(wo)國科技(ji)(ji)(ji)創(chuang)新能力實(shi)現歷史性躍升,國際科技(ji)(ji)(ji)合作(zuo)實(shi)力和影響(xiang)力不斷攀升，全方(fang)位、多層(ceng)次、多渠道的(de)國際科技(ji)(ji)(ji)合作(zuo)體系初步(bu)形成，國際科技(ji)(ji)(ji)合作(zuo)能力顯著提(ti)高。
“大(da)項(xiang)目全都由(you)自己(ji)發起是(shi)不可(ke)能的(de)(de)。”中(zhong)國(guo)科學(xue)院(yuan)(yuan)高能物理(li)研究(jiu)所所長王貽(yi)芳(fang)院(yuan)(yuan)士(shi)認為，健康(kang)的(de)(de)科研體系應該(gai)是(shi)我們參與(yu)別人的(de)(de)項(xiang)目，同時發起自己(ji)的(de)(de)項(xiang)目。自己(ji)發起的(de)(de)項(xiang)目應該(gai)有(you)國(guo)際競爭力(li)，有(you)獨特(te)的(de)(de)方案(an)或技術，有(you)技術先進(jin)性(xing)(xing)、創(chuang)新性(xing)(xing)與(yu)可(ke)行性(xing)(xing)，有(you)獲得重大(da)成果的(de)(de)可(ke)能，有(you)實質性(xing)(xing)的(de)(de)國(guo)外貢獻。
在SKA之前，中(zhong)國(guo)參與的(de)國(guo)際熱(re)核(he)聚變(bian)實驗堆計(ji)劃取(qu)得了(le)多(duo)項國(guo)際和國(guo)內第一的(de)研究成(cheng)果，使中(zhong)國(guo)在核(he)聚變(bian)領域處于與國(guo)際同等甚(shen)至某些方面領先的(de)地位。
“堅持(chi)自(zi)主(zhu)研發與國(guo)(guo)際(ji)合作并(bing)重，是中國(guo)(guo)特(te)色自(zi)主(zhu)創新(xin)的自(zi)覺之路。”科(ke)(ke)技(ji)部國(guo)(guo)際(ji)合作司司長(chang)葉冬柏表示，大(da)科(ke)(ke)學裝置的興(xing)起和大(da)科(ke)(ke)學計(ji)劃的推進，正不斷推動中國(guo)(guo)前(qian)沿科(ke)(ke)技(ji)探索迎來新(xin)時代(dai)。
今天(tian)天(tian)文(wen)領域講究(jiu)立體化作戰，僅(jin)有500米(mi)口(kou)徑球面(mian)射電望遠(yuan)鏡(jing)還遠(yuan)不夠。從某一點看宇宙(zhou)，視野有限，望遠(yuan)鏡(jing)要(yao)形成(cheng)(cheng)陣(zhen)列(lie)才(cai)能(neng)發揮更強威力。“人類(lei)對(dui)天(tian)文(wen)學的研究(jiu)和(he)對(dui)宇宙(zhou)的探索并非(fei)‘一錘子買賣’，有些科研成(cheng)(cheng)果很(hen)難‘立竿(gan)見影’，必須放大到人類(lei)歷史長(chang)河的過程中去看。”郝晉(jin)新說。
天文學的(de)發展，是全人類認識宇宙(zhou)的(de)智慧結(jie)晶。目(mu)前(qian)，SKA各成員(yuan)國正在協商(shang)出臺SKA天文臺公約。項目(mu)建成后，成員(yuan)國可以(yi)共享SKA獲得(de)的(de)原始(shi)數據。
“SKA能(neng)看得更遠、更清楚，為人們帶來(lai)意想不到的(de)科(ke)學發現，推(tui)動我國天文、物理及信息技術等(deng)相關基礎科(ke)研(yan)領域的(de)研(yan)究水(shui)平(ping)，不斷(duan)增強創新力，讓中國擁(yong)有向宇宙更深處探索、實(shi)現前(qian)沿科(ke)學突破的(de)自(zi)信。”杜彪說。
【責(ze)任編輯(ji)：駱(luo)秧秧】
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