為“世界巨眼”裝上“中國之眸”
文章來源(yuan)：新(xin)華(hua)每日(ri)電訊(xun) 發布時間(jian)：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）
人類探秘宇(yu)宙又將多(duo)一(yi)雙“巨眼(yan)”。
數千面(mian)天線從中心向外呈(cheng)旋臂狀鋪展，延伸(shen)著長長的“觸(chu)角”，恰似(si)一只“巨眼”，用世界最(zui)大的天線陣(zhen)列射(she)電(dian)望遠(yuan)鏡探秘宇(yu)宙：6日下午(wu)，SKA——平(ping)方公里陣(zhen)列射(she)電(dian)望遠(yuan)鏡首(shou)臺天線樣(yang)機在河北(bei)石家莊正式啟動，這標志著由(you)中國主導(dao)研制(zhi)的SKA反射(she)面(mian)天線即將進入正式建設階(jie)段。
組(zu)成陣(zhen)(zhen)列(lie)的望遠(yuan)鏡接收(shou)面積達1平(ping)方公(gong)里、足(zu)有140個足(zu)球場大，比(bi)目(mu)前最大的射(she)電(dian)望遠(yuan)鏡陣(zhen)(zhen)列(lie)靈敏度(du)提高50倍。SKA總干事菲利普·戴蒙(meng)德評價說，作(zuo)為(wei)多國合作(zuo)的國際(ji)大科學工程，SKA將為(wei)人(ren)類(lei)認識宇宙提供歷史新(xin)機遇(yu)。
探秘宇宙的“世界巨眼”
一(yi)聲啟動，10米高的(de)底座上(shang)，反(fan)射體緩緩轉(zhuan)動，猶如一(yi)只靈(ling)動的(de)“眼眸”，俯仰之間，緩緩掃(sao)過天(tian)際；水平轉(zhuan)動，從容巡視(shi)天(tian)空……SKA首臺天(tian)線樣機甫一(yi)亮相，便吸引了在場多國科(ke)學家(jia)、天(tian)文學家(jia)的(de)目光。
“它的成功研制，標志著中國在(zai)SKA核心設備研發中發揮引領和主導作用，在(zai)國際大科(ke)學工程中，為世界成功提供‘天線(xian)解決方案’。”中國電子科(ke)技(ji)集團總經理劉烈宏(hong)說。
“這(zhe)是國(guo)際大(da)科學工(gong)(gong)程(cheng)的(de)里程(cheng)碑事(shi)件。”菲利普(pu)·戴蒙德介紹，SKA始于上世紀(ji)九十年代初，是目(mu)前(qian)在建的(de)全球最大(da)綜合孔(kong)徑射電望遠鏡，是多國(guo)合作(zuo)、共(gong)同(tong)出資的(de)國(guo)際大(da)科學工(gong)(gong)程(cheng)。約20個國(guo)家、上百個大(da)學和科研機構的(de)天文學家和工(gong)(gong)程(cheng)師參與項目(mu)研發(fa)。
專家(jia)介紹，之所以(yi)命名為SKA，是因為組成陣列(lie)的射電望遠鏡總接收面積(ji)達1平方公里,相當(dang)于140個足球場大(da)。
“這是(shi)中(zhong)國(guo)第一次正(zheng)式(shi)牽頭SKA工作包聯盟工作，全面主(zhu)(zhu)(zhu)持主(zhu)(zhu)(zhu)導工程核心技術(shu)研發(fa)。從參與(yu)到主(zhu)(zhu)(zhu)導，體(ti)現了中(zhong)國(guo)在射電天文(wen)領(ling)域的技術(shu)邁進和突破，也為中(zhong)國(guo)今后(hou)牽頭和主(zhu)(zhu)(zhu)導國(guo)際大科(ke)學(xue)工程積累了豐富經(jing)驗。”中(zhong)科(ke)院(yuan)國(guo)家(jia)天文(wen)臺副臺長郝晉新(xin)說。
這(zhe)是一只“巨大的(de)眼(yan)眸”。這(zhe)一項目選址在(zai)(zai)澳(ao)大利亞、南非及(ji)非洲南部8個國家的(de)無線(xian)電(dian)寧靜區域，將(jiang)在(zai)(zai)約3000公(gong)里的(de)廣袤荒野中，建設2500面15米口徑反射(she)面天線(xian)。
這(zhe)是一(yi)只“靈(ling)敏的(de)眼眸”。這(zhe)一(yi)項目(mu)將(jiang)成為世(shi)界上最大的(de)綜合孔徑射(she)電天(tian)文望遠(yuan)鏡，比目(mu)前最大的(de)射(she)電望遠(yuan)鏡陣列的(de)靈(ling)敏度提高50倍，巡天(tian)速度提高10000倍。
這是一只“全面的眼眸(mou)”。這一項目能夠更全面地觀測星(xing)空(kong)，尋(xun)找更多的星(xing)系，探(tan)尋(xun)孕育(yu)生命的新搖籃、搜索外星(xing)生命等。
此(ci)次(ci)出廠的(de)(de)天(tian)線(xian)更有(you)不少新特點。SKA反射面天(tian)線(xian)總設計師(shi)杜彪介紹，天(tian)線(xian)的(de)(de)設計壽命約(yue)(yue)50年，重(zhong)量(liang)約(yue)(yue)40噸，是(shi)常(chang)規(gui)天(tian)線(xian)重(zhong)量(liang)的(de)(de)三分之二，還具有(you)低功耗、低成本、易安(an)裝、易運輸和批量(liang)生產等(deng)優(you)點。
從參與到主導：十年煉就“中國之眸”
全球(qiu)射電天文(wen)學(xue)方興未艾，接連涌現類星體、脈沖星、星際分子和微(wei)波(bo)背景(jing)輻射四大天文(wen)發現。近年來我國陸(lu)續(xu)建(jian)成(cheng)多座(zuo)射電望遠鏡，口徑從25米到(dao)65米再到(dao)500米，從追趕(gan)到(dao)并跑，天文(wen)學(xue)研究開始逐步躋身一流。
2011年(nian)，包括(kuo)中國(guo)在內(nei)的多國(guo)作為創(chuang)始成(cheng)(cheng)員國(guo)成(cheng)(cheng)立了SKA獨立法人機構(gou)SKA組織(zhi)。自(zi)2013年(nian)起，中方與(yu)來自(zi)南非、德國(guo)、意大利(li)、澳大利(li)亞、加拿大、瑞典、英國(guo)等(deng)國(guo)家的優勢科研(yan)機構(gou)強(qiang)強(qiang)聯合，組成(cheng)(cheng)工作包聯盟，共同參與(yu)SKA工程設計研(yan)發工作。
想要(yao)在(zai)這一多(duo)國參(can)與的大(da)科學工程中(zhong)脫穎而出(chu)，并非(fei)易事(shi)。記者在(zai)采訪(fang)中(zhong)了解(jie)到，中(zhong)方(fang)團隊雖然有較為深(shen)厚的天線研制基礎，但加入項目晚，起步并非(fei)一帆(fan)風(feng)順(shun)。
“一開(kai)(kai)始被看不起(qi)，只讓咱們(men)做最基礎的天(tian)線(xian)座架(jia)。”SKA項(xiang)目天(tian)線(xian)設(she)備承包方(fang)負責人(ren)之(zhi)(zhi)一、中(zhong)國(guo)(guo)電(dian)科54所所長(chang)張桂華告訴記者，回顧中(zhong)國(guo)(guo)參(can)與SKA的研制經歷(li)(li)，中(zhong)國(guo)(guo)從(cong)一開(kai)(kai)始的“項(xiang)目創始國(guo)(guo)之(zhi)(zhi)一”，到后(hou)來憑借成本、性能、技術成熟度(du)和(he)工程可實施性等顯(xian)著優勢被推薦為SKA后(hou)續研發的唯一設(she)計方(fang)案，經歷(li)(li)十年的艱難之(zhi)(zhi)路。
“SKA選用的(de)核心設備天線(xian)，每一步(bu)都是靠反復的(de)試(shi)驗與仿真，無數次的(de)探(tan)討與研究，最終成就了這只包含(han)眾多科學(xue)家期(qi)望與技術人員心血的(de)巨眼之(zhi)眸。”張桂華說。
“反射面單元精(jing)度(du)誤差僅有兩個頭(tou)發絲的(de)厚度(du)，精(jing)度(du)可控，完全自主生產。”杜(du)彪介紹，通(tong)過5年技術(shu)攻(gong)關(guan)，中國的(de)產品最終在技術(shu)上(shang)滿足SKA所有指標要求。
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(cheng)了東莞散裂中(zhong)子(zi)源、“天眼”FAST望遠鏡、合肥穩(wen)態(tai)強(qiang)磁場裝置、上(shang)海(hai)超強(qiang)超短激光實驗裝置、大(da)亞(ya)灣中(zhong)微(wei)子(zi)等一大(da)批大(da)科學裝置。此次SKA首臺(tai)天線(xian)樣機啟動，也意味(wei)著中(zhong)國將會越來越多地參與國際大(da)科學計(ji)劃(hua)，并發揮重要作用。
多位專家(jia)認為(wei)，新(xin)一輪科技革(ge)命和(he)產(chan)業(ye)變革(ge)正在重塑世界(jie)經(jing)濟(ji)結構和(he)競爭(zheng)格局，創新(xin)要素開(kai)放(fang)性、流動性顯著增強，用科技促進經(jing)濟(ji)社會發展成(cheng)為(wei)國際共識。
來自(zi)科(ke)技(ji)(ji)部的信息(xi)顯示(shi)，“十二五(wu)”以來，我國科(ke)技(ji)(ji)創新能(neng)力(li)實現歷(li)史性躍(yue)升,國際科(ke)技(ji)(ji)合(he)作(zuo)實力(li)和影響(xiang)力(li)不斷攀升，全方位、多層次、多渠道的國際科(ke)技(ji)(ji)合(he)作(zuo)體(ti)系初步形成，國際科(ke)技(ji)(ji)合(he)作(zuo)能(neng)力(li)顯著(zhu)提高。
“大項目全都(dou)由自己發起是不可(ke)能的(de)。”中(zhong)國科學院高(gao)能物理研(yan)究所所長王(wang)貽芳(fang)院士認為，健康的(de)科研(yan)體系(xi)應該是我們參與(yu)別人的(de)項目，同(tong)時發起自己的(de)項目。自己發起的(de)項目應該有(you)(you)國際競(jing)爭力(li)，有(you)(you)獨特的(de)方案或(huo)技術，有(you)(you)技術先(xian)進性(xing)(xing)、創新性(xing)(xing)與(yu)可(ke)行性(xing)(xing)，有(you)(you)獲(huo)得重大成(cheng)果的(de)可(ke)能，有(you)(you)實質性(xing)(xing)的(de)國外(wai)貢獻。
在SKA之前(qian)，中國(guo)(guo)參與(yu)的(de)國(guo)(guo)際熱(re)核聚(ju)變實驗(yan)堆計劃(hua)取得了(le)多項(xiang)國(guo)(guo)際和國(guo)(guo)內第一的(de)研究成果(guo)，使(shi)中國(guo)(guo)在核聚(ju)變領域(yu)處于與(yu)國(guo)(guo)際同(tong)等甚(shen)至(zhi)某些方面領先的(de)地位。
“堅持自(zi)主(zhu)研發與國際合(he)(he)作并重，是中國特色自(zi)主(zhu)創新(xin)的(de)自(zi)覺(jue)之路(lu)。”科技(ji)部國際合(he)(he)作司司長葉冬柏表(biao)示，大科學裝置的(de)興(xing)起(qi)和(he)大科學計劃的(de)推(tui)進，正不斷推(tui)動中國前沿科技(ji)探索(suo)迎來新(xin)時代。
今天天文領域講(jiang)究立體化作戰(zhan)，僅有500米口徑球面(mian)射電望遠(yuan)鏡(jing)還遠(yuan)不(bu)夠(gou)。從某一點(dian)看宇宙，視野有限，望遠(yuan)鏡(jing)要(yao)形成陣列才(cai)能發揮更(geng)強威力。“人類對天文學的研究和(he)對宇宙的探(tan)索并非(fei)‘一錘子買(mai)賣(mai)’，有些科研成果(guo)很難‘立竿(gan)見影(ying)’，必須放大到人類歷史長(chang)河的過程中去(qu)看。”郝(hao)晉(jin)新說。
天(tian)文學的發(fa)展，是全人類(lei)認識宇宙的智(zhi)慧結晶(jing)。目(mu)(mu)前，SKA各成員國(guo)正(zheng)在(zai)協商出臺SKA天(tian)文臺公約。項(xiang)目(mu)(mu)建成后，成員國(guo)可以共享SKA獲得的原始數據。
“SKA能(neng)看(kan)得更(geng)遠、更(geng)清楚，為人們帶來意想不到的科學發(fa)現(xian)，推動(dong)我國天文(wen)、物理及信(xin)息技術等相(xiang)關基礎科研領域的研究(jiu)水(shui)平，不斷增強創新(xin)力，讓中國擁有向宇宙更(geng)深處探索、實現(xian)前沿(yan)科學突破的自信(xin)。”杜彪說(shuo)。
【責任編輯：駱(luo)秧秧】
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