免费菠萝视频app下载

平方(fang)公里(li)陣列射電望遠鏡（SKA）首臺(tai)天線樣(yang)機(ji)（新(xin)華社 發）

SKA組織(zhi)總干(gan)事菲利普·戴(dai)蒙在首(shou)臺(tai)天線樣機出廠儀式上發言（新華(hua)社 發）

“在天線研究領域(yu)，曾經(jing)很難在國(guo)際頂級學術期刊上看到(dao)(dao)中(zhong)(zhong)國(guo)學者(zhe)的影(ying)子，而近些(xie)年，發(fa)生了根(gen)本(ben)性變化，隨便翻(fan)開(kai)這些(xie)刊物，中(zhong)(zhong)國(guo)科(ke)學家的名(ming)字(zi)占比很高，有時甚(shen)至會達到(dao)(dao)其中(zhong)(zhong)三分之一到(dao)(dao)二分之一。”清華大學電子工程系(xi)教授、微波研究所所長楊帆隨手(shou)從(cong)書架上抽出一本(ben)期刊，翻(fan)到(dao)(dao)目(mu)錄，向本(ben)報記者(zhe)歷(li)數其中(zhong)(zhong)中(zhong)(zhong)國(guo)學者(zhe)的名(ming)字(zi)。

與學術研究精進(jin)相(xiang)得益彰的(de)(de)是，中國(guo)在天(tian)線制造領(ling)域也取得了驚(jing)人的(de)(de)進(jin)步，不僅讓國(guo)際同行刮(gua)目相(xiang)看，贏得了世(shi)界(jie)頂級用戶的(de)(de)青睞(lai)，而且為推進(jin)國(guo)際大科學工程作(zuo)出了卓越貢獻。近日(ri)，中國(guo)領(ling)銜(xian)建成的(de)(de)平方公(gong)里陣(zhen)列(lie)射電望遠鏡（SKA）首臺(tai)天(tian)線樣(yang)機(ji)就(jiu)是這方面的(de)(de)最(zui)新(xin)例證，該(gai)種天(tian)線將使SKA“觀(guan)天(tian)巨眼”明眸善(shan)睞(lai)。

①精(jing)度(du)超高 驚艷亮(liang)相

2月6日下(xia)午3時，河北石家莊(zhuang)中國電(dian)子科技集(ji)團公司第五十(shi)四(si)研究所（中國電(dian)科54所）工程現場，在(zai)眾多記(ji)者的見(jian)證下(xia)，通(tong)體白色(se)、約7層樓(lou)高的巨型(xing)反射(she)面天(tian)線啟動了(le)，它龐大的巨型(xing)“身軀”開(kai)始(shi)緩(huan)緩(huan)轉動，既(ji)可以完(wan)(wan)成俯仰15°和90°區間，又可以完(wan)(wan)成左右270°的旋轉。

這是國際(ji)大科(ke)(ke)學工程(cheng)，平(ping)方公里陣列射電望遠鏡(jing)的核心設備即天線首次對外(wai)精(jing)彩亮相，也是繼(ji)2015年中國電科(ke)(ke)提交的方案從激烈的國際(ji)競爭中勝出，被確定為SKA反射面天線研發(fa)的唯一(yi)設計方案，取得(de)的又一(yi)個重(zhong)大突破(po)。

這臺(tai)天(tian)線(xian)的(de)(de)“殺手(shou)锏”當然是優異的(de)(de)精(jing)(jing)度(du)(du)指標。據(ju)中國(guo)(guo)電(dian)科54所SKA天(tian)線(xian)總(zong)設(she)計師杜彪(biao)介(jie)紹，該(gai)天(tian)線(xian)采用了(le)高(gao)電(dian)磁屏(ping)蔽(bi)天(tian)線(xian)座架設(she)計，屏(ping)蔽(bi)掉電(dian)子設(she)備(bei)輻射的(de)(de)電(dian)磁信號，使其在重力、溫度(du)(du)和風(feng)載荷影響下的(de)(de)主副(fu)反射面精(jing)(jing)度(du)(du)和綜合(he)性價(jia)達到當今最優。關于對射電(dian)望(wang)遠鏡(jing)的(de)(de)精(jing)(jing)度(du)(du)要(yao)求(qiu)之高(gao)，SKA組織(zhi)總(zong)干事菲利普·戴蒙德曾(ceng)有(you)一個經典的(de)(de)對比(bi)性描述。他說，一片雪花落下產生的(de)(de)能(neng)量可(ke)謂(wei)微小之至，但是已經超過迄(qi)今為止射電(dian)天(tian)文領域接收(shou)到的(de)(de)所有(you)能(neng)量。同時，SKA組織(zhi)對天(tian)線(xian)價(jia)格、建(jian)設(she)速度(du)(du)和運行(xing)維護(hu)的(de)(de)費用和便(bian)捷性也提出了(le)“苛刻(ke)”要(yao)求(qiu)。中國(guo)(guo)天(tian)線(xian)正是憑著“質(zhi)優價(jia)廉”的(de)(de)超高(gao)綜合(he)性價(jia)比(bi)“征服”了(le)SKA組織(zhi)。

“我(wo)們的中(zhong)國(guo)(guo)同事(shi)對類似的技(ji)術有著(zhu)極為(wei)豐富的經驗。基于這(zhe)(zhe)些經驗來(lai)建造SKA，是(shi)我(wo)們能(neng)夠擁有一(yi)個成本可(ke)控的反射面天線的關(guan)鍵。這(zhe)(zhe)一(yi)原型機(ji)正在(zai)中(zhong)國(guo)(guo)拔地而起(qi)，最(zui)終將有133面天線矗立(li)在(zai)南非。”菲(fei)利普·戴蒙德在(zai)蒞臨現場觀摩演示時這(zhe)(zhe)樣(yang)評(ping)價說(shuo)。“對中(zhong)國(guo)(guo)來(lai)說(shuo)，這(zhe)(zhe)個項目(mu)是(shi)標志(zhi)其(qi)崛(jue)起(qi)為(wei)世界科學大國(guo)(guo)的一(yi)個里程(cheng)碑，為(wei)其(qi)贏得(de)了參(can)與跨國(guo)(guo)合作項目(mu)的聲譽。”英(ying)國(guo)(guo)《金融時報》如是(shi)報道(dao)。

②數據處理 超算顯(xian)威

作(zuo)為全球最大(da)的(de)天文學(xue)國(guo)際(ji)合作(zuo)項目，SKA建(jian)成后(hou)將等效為一(yi)個反射面積高(gao)達1平(ping)方公里的(de)超大(da)望遠(yuan)鏡，其(qi)靈敏(min)(min)度(du)將比目前(qian)世界上最大(da)射電望遠(yuan)鏡陣列(lie)的(de)靈敏(min)(min)度(du)提高(gao)約50倍，巡(xun)天速度(du)提高(gao)約1萬(wan)倍。這(zhe)意味著其(qi)運行將會產生(sheng)空前(qian)規(gui)模的(de)數(shu)據(ju)，這(zhe)就要求建(jian)立(li)依(yi)賴(lai)于(yu)(yu)超級計算技(ji)術的(de)數(shu)據(ju)處理支撐(cheng)體系。據(ju)相關預(yu)測(ce)，SKA每(mei)(mei)秒采集的(de)數(shu)據(ju)量(liang)計劃大(da)于(yu)(yu)12Tb，相當于(yu)(yu)2013年底中國(guo)互聯網國(guo)際(ji)出口帶寬的(de)3.5倍，相當于(yu)(yu)谷歌每(mei)(mei)年數(shu)據(ju)量(liang)的(de)30倍。SKA超大(da)的(de)數(shu)據(ju)規(gui)模無疑對現有計算技(ji)術和架構提出極大(da)的(de)挑(tiao)戰。

近(jin)年來，中國超(chao)級計(ji)算機獲得(de)了(le)突(tu)飛猛進(jin)的(de)發展，成就舉世(shi)矚目，這為SKA大數據處理(li)作出更大貢獻奠定了(le)堅(jian)實基礎。據2017年底(di)發布的(de)全球“超(chao)級計(ji)算機500強榜單，中國“神威·太湖之光”和(he)“天河二(er)號”計(ji)算機再次蟬(chan)聯冠亞軍，浮點(dian)運算速度分別(bie)為每秒9.3億(yi)(yi)億(yi)(yi)次和(he)每秒3.39億(yi)(yi)億(yi)(yi)次。

中(zhong)(zhong)國超算實際上(shang)已經(jing)為SKA數(shu)據處(chu)理的(de)(de)準備工作(zuo)作(zuo)出了(le)重大貢獻。2016年八(ba)九月間(jian)，“天河(he)二號”成功運行了(le) SKA數(shu)據處(chu)理軟件系統框架，這(zhe)是SKA項(xiang)(xiang)目(mu)在大規(gui)模(mo)數(shu)據處(chu)理方面(mian)(mian)的(de)(de)研究跨出的(de)(de)至關重要的(de)(de)一(yi)步。目(mu)前，SKA各成員國正積極申建科學與數(shu)據中(zhong)(zhong)心，中(zhong)(zhong)國方面(mian)(mian)也為此付諸(zhu)努(nu)力，上(shang)海憑借中(zhong)(zhong)科院上(shang)海天文臺和本地著名高校的(de)(de)人才和裝備優勢，已經(jing)把建設SKA亞洲科學中(zhong)(zhong)心項(xiang)(xiang)目(mu)列入(ru)該市科技(ji)創新“十三五”規(gui)劃中(zhong)(zhong)，并贏得SKA組織的(de)(de)高度評價。

中(zhong)(zhong)國領先的信(xin)息技(ji)術企業積極參(can)與SKA數(shu)據處(chu)理(li)(li)項目。2015年(nian)5月(yue)，中(zhong)(zhong)國浪潮集團有限公(gong)司與SKA組織在(zai)京聯合舉辦了(le)(le)“SKA科學數(shu)據處(chu)理(li)(li)研討會(hui)”，旨在(zai)尋找(zhao)一(yi)種更加高性能低(di)能耗(hao)的計(ji)算架(jia)構，來應對(dui)全(quan)球(qiu)(qiu)最(zui)大“大數(shu)據”項目的科學數(shu)據處(chu)理(li)(li)挑戰。浪潮集團相關(guan)負責(ze)人表(biao)示(shi)，該(gai)集團與SKA組織針對(dui)項目中(zhong)(zhong)計(ji)算量最(zui)大、最(zui)耗(hao)時的數(shu)據處(chu)理(li)(li)軟件Gridding，已(yi)經展開了(le)(le)并行優化工作(zuo)，并在(zai)世界大學生超級計(ji)算機競賽中(zhong)(zhong)設置了(le)(le)相應的賽題(ti)，激發全(quan)球(qiu)(qiu)各國超算年(nian)輕天才共(gong)同(tong)來解(jie)決這一(yi)難(nan)題(ti)。

在SKA信號和數據傳輸(shu)方(fang)面(mian)，中方(fang)清華大學(xue)提出(chu)的(de)(de)方(fang)案(an)在2017年10月召開(kai)的(de)(de)相關會(hui)議上被確(que)定為“低頻陣列望(wang)遠鏡的(de)(de)最終時(shi)間同(tong)(tong)步(bu)方(fang)案(an)”。準(zhun)確(que)的(de)(de)時(shi)間同(tong)(tong)步(bu)系統是SKA的(de)(de)重(zhong)要組成部分(fen)，將使SKA在繪制宇(yu)宙中氫的(de)(de)分(fen)布、研究脈沖星(xing)以及在銀河范圍內探測引力波等(deng)眾(zhong)多(duo)領域(yu)做出(chu)重(zhong)要貢獻。清華大學(xue)提出(chu)的(de)(de)時(shi)間同(tong)(tong)步(bu)系統方(fang)案(an)比SKA組織的(de)(de)需求提高了約兩個數量級，完(wan)全滿足(zu)SKA兩個階段(duan)的(de)(de)參數要求。

③苦(ku)練功(gong)夫 內外兼修

作為SKA項目(mu)(mu)的(de)(de)創始國(guo)(guo)和成員(yuan)國(guo)(guo)之一(yi)，中(zhong)國(guo)(guo)早(zao)在SKA概念誕生伊始便積極參與其中(zhong)。1993年，國(guo)(guo)際無線電科(ke)聯召開日(ri)本京都大會(hui)，中(zhong)國(guo)(guo)天(tian)文學家和澳(ao)、加、法(fa)、德等國(guo)(guo)的(de)(de)天(tian)文學家一(yi)道(dao)聯合倡議籌劃建造接收面(mian)積為1平方公里(li)的(de)(de)巨型射電望遠鏡，它的(de)(de)靈敏度將比目(mu)(mu)前世界上最(zui)大的(de)(de)望遠鏡高2個(ge)數量級(ji)。這就是SKA的(de)(de)發端。

為(wei)爭取SKA項(xiang)目選址中(zhong)國，也為(wei)了積(ji)累相(xiang)關經驗，提(ti)高中(zhong)國在(zai)(zai)射電天文(wen)學(xue)領域(yu)的發展水平，我(wo)國天文(wen)學(xue)家(jia)南仁東于1994年提(ti)出構(gou)想：利用貴州喀斯特地貌在(zai)(zai)建(jian)設全球最大的射電望遠(yuan)鏡(jing)“FAST”，這就是被譽為(wei)“中(zhong)國天眼(yan)”的500米口徑(jing)球面射電望遠(yuan)鏡(jing)。

由于SKA對無線電信號(hao)等(deng)方面(mian)非常苛刻的(de)(de)(de)要(yao)求，中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)未能如愿(yuan)成(cheng)為SKA項目建設地，但是中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)在天文學領域持續(xu)發力，并(bing)取得了(le)豐(feng)碩成(cheng)果。2009年(nian)，世(shi)界上最大的(de)(de)(de)大視(shi)場望(wang)遠鏡“LAMOST”建成(cheng)。2015年(nian)，我國(guo)(guo)在南極(ji)冰(bing)蓋制高(gao)點昆侖站(zhan)附(fu)近(jin)建成(cheng)了(le)“巡天”望(wang)遠鏡。2016年(nian)，“FAST”落成(cheng)啟用，成(cheng)為具有我國(guo)(guo)自主知識產權(quan)、世(shi)界最大單口徑、最靈敏的(de)(de)(de)射(she)電望(wang)遠鏡。2017年(nian)，中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)首顆(ke)X射(she)線空間天文衛星“慧眼”發射(she)升空，攜帶的(de)(de)(de)硬(ying)X射(she)線調(diao)制望(wang)遠鏡是研(yan)究黑(hei)洞、中(zhong)(zhong)子星等(deng)致密天體的(de)(de)(de)“利(li)器”。中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)在天文觀測領域的(de)(de)(de)一個(ge)(ge)個(ge)(ge)飛(fei)躍(yue)，贏得了(le)國(guo)(guo)際同行的(de)(de)(de)尊敬。

與(yu)此同(tong)時，我國成為SKA項目(mu)的大(da)力推(tui)動者。2011年，包括(kuo)中(zhong)國在內(nei)的7國作為創(chuang)始成員國成立了(le)SKA獨立法人機構(gou)SKA組織(zhi)。目(mu)前已有中(zhong)國、澳大(da)利亞、加拿大(da)等10個核心成員國，此外，還有來自20多個國家的約100個組織(zhi)也(ye)已投身SKA的設(she)計研(yan)發中(zhong)。

“堅持自主研發與國(guo)(guo)(guo)際合(he)作并重，是中(zhong)國(guo)(guo)(guo)特色(se)自主創新的自覺之路。”科(ke)技(ji)部(bu)國(guo)(guo)(guo)際合(he)作司(si)司(si)長葉冬(dong)柏表示，在苦(ku)練“內功”的同時，通過參(can)與SKA大科(ke)學裝置(zhi)和國(guo)(guo)(guo)際大科(ke)學計劃，正不斷(duan)推動中(zhong)國(guo)(guo)(guo)前沿科(ke)技(ji)探(tan)索走進新時代，也為(wei)國(guo)(guo)(guo)際科(ke)學創新貢獻了中(zhong)國(guo)(guo)(guo)智慧(hui)。

平方公里陣(zhen)列(lie)射電望遠鏡

平方公(gong)里陣列射(she)電(dian)(dian)望遠(yuan)(yuan)鏡（Square Kilometer Array,簡稱(cheng)SKA）是國際(ji)天(tian)文學界(jie)計劃(hua)建造的世(shi)界(jie)最大綜合孔徑(jing)射(she)電(dian)(dian)望遠(yuan)(yuan)鏡，接收面(mian)積達1平方公(gong)里，將(jiang)為人類認知(zhi)宇宙提(ti)供(gong)重大機遇。SKA由大約3000個15米口徑(jing)拋物線(xian)面(mian)天(tian)線(xian)、250組(zu)中頻(pin)和(he)低頻(pin)孔徑(jing)陣列組(zu)成，分布(bu)范(fan)圍大于3000公(gong)里，形成旋(xuan)臂陣列望遠(yuan)(yuan)鏡。

SKA將致(zhi)力(li)于回答關于宇宙(zhou)的(de)一(yi)些基本問(wen)題，如，第一(yi)代天(tian)體如何形成、星系演化、宇宙(zhou)磁場(chang)作用、引力(li)本質(zhi)、暗物質(zhi)和(he)暗能量等。SKA項目涉及天(tian)文、無(wu)線電、信息科學(xue)、力(li)學(xue)、機(ji)(ji)械、土木工程等眾多領域；集成眾多高(gao)科技成果，如高(gao)性(xing)能低造(zao)價寬帶天(tian)線制(zhi)造(zao)、高(gao)品質(zhi)接收(shou)機(ji)(ji)、海量數據傳(chuan)輸處(chu)理(li)、信號處(chu)理(li)、系統工程等，需(xu)要(yao)廣(guang)泛(fan)的(de)國(guo)際合作來實(shi)現。

【責任編輯：語謙】