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(zhou)又將(jiang)多(duo)一(yi)雙(shuang)“巨眼”。
數千面天(tian)(tian)線從(cong)中心(xin)向(xiang)外呈旋臂狀鋪展(zhan)，延伸著長長的(de)(de)“觸角(jiao)”，恰(qia)似一只“巨眼”，用世(shi)界(jie)最大的(de)(de)天(tian)(tian)線陣列射(she)電望遠(yuan)(yuan)鏡探秘宇宙(zhou)：6日(ri)下午，SKA——平方公里陣列射(she)電望遠(yuan)(yuan)鏡首臺(tai)天(tian)(tian)線樣(yang)機在河北石家(jia)莊正式啟動，這標(biao)志著由中國主導研制的(de)(de)SKA反射(she)面天(tian)(tian)線即將進(jin)入正式建設階段。
組成陣(zhen)列的望遠(yuan)鏡接收面積達(da)1平方公里、足有140個足球場大，比目前最大的射(she)電望遠(yuan)鏡陣(zhen)列靈敏度(du)提高50倍(bei)。SKA總(zong)干事菲利普·戴蒙(meng)德評價(jia)說，作為多國(guo)合作的國(guo)際大科(ke)學工程，SKA將為人類(lei)認識宇宙提供歷史(shi)新機遇。
探秘宇宙的“世界巨眼”
一(yi)聲啟動，10米高(gao)的(de)底座(zuo)上，反射體緩緩轉動，猶如一(yi)只靈動的(de)“眼(yan)眸”，俯仰之間，緩緩掃過天際；水平(ping)轉動，從容巡視天空……SKA首臺(tai)天線樣機甫(fu)一(yi)亮相，便吸引了(le)在場多國科學家(jia)、天文學家(jia)的(de)目光。
“它(ta)的(de)成功(gong)研(yan)制，標志著(zhu)中國在(zai)SKA核(he)心(xin)設備研(yan)發中發揮引(yin)領和主導(dao)作用(yong)，在(zai)國際大科學工程中，為世界(jie)成功(gong)提供(gong)‘天線解決方案’。”中國電子科技(ji)集團總經理劉烈宏說(shuo)。
“這是國(guo)際大科學(xue)工(gong)程(cheng)的里程(cheng)碑事件。”菲利普(pu)·戴蒙德(de)介紹(shao)，SKA始于上(shang)世(shi)紀九十年代初，是目前在(zai)建的全(quan)球(qiu)最大綜合(he)孔徑射(she)電望遠鏡，是多國(guo)合(he)作、共同(tong)出資的國(guo)際大科學(xue)工(gong)程(cheng)。約20個(ge)國(guo)家、上(shang)百個(ge)大學(xue)和科研機構的天(tian)文學(xue)家和工(gong)程(cheng)師參(can)與項目研發。
專家(jia)介紹，之(zhi)所以命(ming)名為SKA，是因為組(zu)成(cheng)陣(zhen)列的射電望遠鏡總接收面積(ji)達1平(ping)方公里,相當于(yu)140個足球場(chang)大(da)。
“這(zhe)是(shi)中國第一次正式牽頭(tou)SKA工(gong)作包聯(lian)盟工(gong)作，全面(mian)主(zhu)持主(zhu)導工(gong)程(cheng)核心技術研(yan)發。從參與到主(zhu)導，體現了中國在射電天(tian)文(wen)領域的技術邁進和突破(po)，也為中國今后牽頭(tou)和主(zhu)導國際大科學工(gong)程(cheng)積累(lei)了豐(feng)富經驗。”中科院國家天(tian)文(wen)臺(tai)副臺(tai)長郝晉新說(shuo)。
這(zhe)是一只(zhi)“巨大的眼眸(mou)”。這(zhe)一項目選址在澳大利亞、南(nan)非及非洲南(nan)部8個國家的無線電(dian)寧靜(jing)區(qu)域，將在約3000公里的廣袤荒野中，建設(she)2500面(mian)(mian)15米口(kou)徑反(fan)射面(mian)(mian)天線。
這(zhe)是(shi)一只“靈(ling)(ling)敏的眼(yan)眸(mou)”。這(zhe)一項(xiang)目將成為世界上最大的綜合孔徑射電(dian)天文(wen)望遠鏡(jing)，比目前最大的射電(dian)望遠鏡(jing)陣列的靈(ling)(ling)敏度(du)提高(gao)50倍，巡天速度(du)提高(gao)10000倍。
這是一只(zhi)“全(quan)面的眼(yan)眸(mou)”。這一項目(mu)能夠更全(quan)面地觀測星(xing)空(kong)，尋(xun)找(zhao)更多的星(xing)系(xi)，探尋(xun)孕育生命的新搖籃、搜(sou)索外星(xing)生命等(deng)。
此次出廠的天(tian)線(xian)(xian)更有(you)不少新特點(dian)。SKA反(fan)射面天(tian)線(xian)(xian)總設(she)計師杜(du)彪介紹，天(tian)線(xian)(xian)的設(she)計壽命約50年，重(zhong)量(liang)(liang)約40噸，是常規(gui)天(tian)線(xian)(xian)重(zhong)量(liang)(liang)的三分之二，還具有(you)低功耗、低成本、易安裝、易運輸(shu)和批量(liang)(liang)生產等優(you)點(dian)。
從參與到主導：十年煉就“中國之眸”
全球射(she)電天文學(xue)方興未艾，接連(lian)涌現類星(xing)體、脈沖星(xing)、星(xing)際分子和微波背景輻(fu)射(she)四大天文發現。近年來我國陸續(xu)建成(cheng)多(duo)座射(she)電望遠(yuan)鏡，口徑從25米(mi)到65米(mi)再到500米(mi)，從追趕到并(bing)跑，天文學(xue)研究開始逐步躋身(shen)一流。
2011年，包(bao)括中國在內(nei)的多國作為創始成員國成立(li)了SKA獨立(li)法人(ren)機(ji)構SKA組(zu)織。自2013年起，中方與來自南非(fei)、德國、意(yi)大(da)利、澳大(da)利亞、加拿大(da)、瑞典、英(ying)國等國家的優勢科研(yan)機(ji)構強強聯(lian)合，組(zu)成工作包(bao)聯(lian)盟，共同參(can)與SKA工程設計研(yan)發工作。
想要在這一(yi)多國參與的(de)大科學工程中脫(tuo)穎而出(chu)，并(bing)非易事。記者(zhe)在采訪中了(le)解到(dao)，中方團隊雖然有較為深(shen)厚的(de)天線(xian)研制(zhi)基礎，但加入項目晚，起步并(bing)非一(yi)帆風順。
“一(yi)(yi)(yi)(yi)開(kai)始(shi)被(bei)看不起，只讓咱(zan)們做最基礎的(de)(de)天線座架。”SKA項目天線設(she)備承包方(fang)負(fu)責人(ren)之(zhi)(zhi)一(yi)(yi)(yi)(yi)、中國(guo)電科54所(suo)所(suo)長張(zhang)桂華告(gao)訴記(ji)者，回(hui)顧中國(guo)參(can)與(yu)SKA的(de)(de)研制經(jing)(jing)歷，中國(guo)從一(yi)(yi)(yi)(yi)開(kai)始(shi)的(de)(de)“項目創始(shi)國(guo)之(zhi)(zhi)一(yi)(yi)(yi)(yi)”，到(dao)后來憑借成本、性能、技術成熟度(du)和工(gong)程可(ke)實施性等(deng)顯(xian)著優勢被(bei)推薦為SKA后續研發的(de)(de)唯一(yi)(yi)(yi)(yi)設(she)計方(fang)案，經(jing)(jing)歷十年(nian)的(de)(de)艱難之(zhi)(zhi)路。
“SKA選用(yong)的(de)(de)核心(xin)設(she)備天線(xian)，每一步都(dou)是靠反(fan)復的(de)(de)試驗與(yu)(yu)仿真，無數(shu)次的(de)(de)探討與(yu)(yu)研究，最(zui)終成就了這(zhe)只包含(han)眾多科學家期望與(yu)(yu)技(ji)術人員心(xin)血的(de)(de)巨眼之眸(mou)。”張桂華(hua)說(shuo)。
“反射(she)面(mian)單元精(jing)度(du)誤差僅(jin)有兩個頭發(fa)絲的厚度(du)，精(jing)度(du)可(ke)控(kong)，完全自主生產。”杜(du)彪(biao)介紹(shao)，通過5年技(ji)術(shu)攻關，中國的產品最終在技(ji)術(shu)上(shang)滿足SKA所有指標要求(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，我國先后(hou)建成了東莞散裂中子源、“天眼”FAST望遠鏡(jing)、合(he)肥(fei)穩(wen)態強磁場裝(zhuang)(zhuang)置、上海超(chao)強超(chao)短(duan)激光實驗裝(zhuang)(zhuang)置、大亞灣中微子等一大批(pi)大科學裝(zhuang)(zhuang)置。此(ci)次SKA首(shou)臺天線樣機啟(qi)動，也意味著中國將會(hui)越來越多地參與國際大科學計劃，并(bing)發(fa)揮重(zhong)要作用(yong)。
多(duo)位專(zhuan)家認為，新(xin)(xin)一(yi)輪科技革命和產業變革正在(zai)重(zhong)塑世(shi)界(jie)經濟結構和競爭(zheng)格(ge)局，創(chuang)新(xin)(xin)要(yao)素開放(fang)性、流(liu)動性顯著增(zeng)強，用(yong)科技促進經濟社(she)會發(fa)展(zhan)成為國(guo)際共識(shi)。
來自科(ke)(ke)技部的信息顯示(shi)，“十二五”以來，我國(guo)科(ke)(ke)技創新能力(li)(li)實現(xian)歷史(shi)性(xing)躍升(sheng),國(guo)際(ji)科(ke)(ke)技合(he)作實力(li)(li)和影響力(li)(li)不斷攀升(sheng)，全方位、多(duo)層次、多(duo)渠(qu)道的國(guo)際(ji)科(ke)(ke)技合(he)作體(ti)系(xi)初步形成，國(guo)際(ji)科(ke)(ke)技合(he)作能力(li)(li)顯著提高。
“大(da)項(xiang)目全都由(you)自(zi)己(ji)發起是不可(ke)能的(de)(de)。”中(zhong)國(guo)科學院高能物(wu)理研究(jiu)所所長王貽芳(fang)院士認(ren)為，健康的(de)(de)科研體(ti)系應(ying)(ying)該(gai)是我們參與別人的(de)(de)項(xiang)目，同時發起自(zi)己(ji)的(de)(de)項(xiang)目。自(zi)己(ji)發起的(de)(de)項(xiang)目應(ying)(ying)該(gai)有(you)國(guo)際競(jing)爭力，有(you)獨特的(de)(de)方案或技(ji)術(shu)，有(you)技(ji)術(shu)先進性、創新性與可(ke)行性，有(you)獲得重大(da)成果的(de)(de)可(ke)能，有(you)實質性的(de)(de)國(guo)外(wai)貢(gong)獻。
在SKA之(zhi)前，中國(guo)參(can)與的(de)國(guo)際熱核(he)聚變實(shi)驗堆計劃取得(de)了多項(xiang)國(guo)際和國(guo)內第一的(de)研究成(cheng)果，使中國(guo)在核(he)聚變領(ling)域處于與國(guo)際同等甚至某些方面領(ling)先的(de)地位。
“堅(jian)持(chi)自主研發與國際(ji)合作(zuo)并(bing)重，是中國特色自主創新的(de)自覺之路。”科技(ji)部國際(ji)合作(zuo)司(si)司(si)長(chang)葉冬柏(bo)表示，大(da)科學裝(zhuang)置的(de)興起(qi)和大(da)科學計劃的(de)推進，正(zheng)不斷(duan)推動中國前沿(yan)科技(ji)探索迎來新時代(dai)。
今天天文領(ling)域講究立體化作戰(zhan)，僅有500米(mi)口徑(jing)球面射電望遠鏡還遠不夠。從某一點(dian)看宇宙(zhou)，視野有限，望遠鏡要形(xing)成陣列才能發(fa)揮更強威力。“人類對天文學的(de)研究和對宇宙(zhou)的(de)探索(suo)并(bing)非‘一錘子(zi)買賣’，有些(xie)科研成果很難‘立竿見(jian)影’，必須放大到人類歷史長河的(de)過程(cheng)中去(qu)看。”郝晉新說。
天文學的發(fa)展，是(shi)全人類認識宇(yu)宙的智慧結(jie)晶。目(mu)前，SKA各(ge)成(cheng)(cheng)員(yuan)國正(zheng)在協商出臺SKA天文臺公約。項目(mu)建成(cheng)(cheng)后，成(cheng)(cheng)員(yuan)國可以共享SKA獲得的原始數(shu)據。
“SKA能看得(de)更遠、更清楚，為(wei)人(ren)們帶(dai)來意想不到的(de)科(ke)(ke)學發(fa)現，推動我國(guo)天文、物(wu)理及信(xin)息技術等(deng)相關基礎科(ke)(ke)研領域的(de)研究水平，不斷增(zeng)強創新力，讓中國(guo)擁有向宇宙更深處探索、實現前沿科(ke)(ke)學突破的(de)自信(xin)。”杜彪說。
【責任編輯：駱(luo)秧秧】
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