為“世界巨眼”裝上“中國之眸”
文章(zhang)來源：新華每日電訊(xun) 發布時間：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(lei)探秘宇宙(zhou)又將多一(yi)雙“巨眼”。
數千面(mian)天線從中心向外呈(cheng)旋臂狀鋪展，延伸著(zhu)長長的“觸角”，恰似一只“巨眼”，用世界最大的天線陣(zhen)列(lie)射(she)電望(wang)(wang)遠鏡(jing)(jing)探秘宇宙：6日下午，SKA——平方公里陣(zhen)列(lie)射(she)電望(wang)(wang)遠鏡(jing)(jing)首臺天線樣機在河北(bei)石家莊(zhuang)正式啟(qi)動，這標(biao)志著(zhu)由中國主導研制(zhi)的SKA反(fan)射(she)面(mian)天線即將進入(ru)正式建設階(jie)段。
組(zu)成陣(zhen)列(lie)的望(wang)遠(yuan)鏡接收面積(ji)達1平(ping)方公里、足(zu)有140個足(zu)球場大，比(bi)目(mu)前最(zui)大的射電(dian)望(wang)遠(yuan)鏡陣(zhen)列(lie)靈(ling)敏度提(ti)高50倍。SKA總干事菲利普·戴(dai)蒙(meng)德評(ping)價說(shuo)，作為(wei)多國合作的國際大科(ke)學工程(cheng)，SKA將為(wei)人類認識宇宙(zhou)提(ti)供歷史新機遇。
探秘宇宙的“世界巨眼”
一(yi)聲(sheng)啟(qi)動，10米高的(de)底(di)座上，反射體緩緩轉動，猶如一(yi)只靈動的(de)“眼眸”，俯仰之間，緩緩掃過天(tian)(tian)際；水(shui)平(ping)轉動，從容巡視天(tian)(tian)空(kong)……SKA首臺天(tian)(tian)線(xian)樣(yang)機甫一(yi)亮(liang)相，便吸引了在(zai)場多國(guo)科學家、天(tian)(tian)文學家的(de)目光。
“它的成功(gong)研(yan)(yan)制(zhi)，標志著中(zhong)國(guo)在SKA核心設備研(yan)(yan)發(fa)(fa)中(zhong)發(fa)(fa)揮引(yin)領和主導(dao)作用，在國(guo)際大科(ke)學工程中(zhong)，為世界成功(gong)提供‘天線(xian)解決方(fang)案(an)’。”中(zhong)國(guo)電子科(ke)技集(ji)團總經理劉烈(lie)宏說。
“這是(shi)國(guo)際(ji)大(da)科學(xue)工程(cheng)的(de)里程(cheng)碑事件。”菲利普·戴蒙(meng)德介紹，SKA始(shi)于上世紀九(jiu)十(shi)年(nian)代初，是(shi)目前在(zai)建的(de)全球最大(da)綜合(he)孔(kong)徑射電望遠鏡，是(shi)多國(guo)合(he)作、共同出資的(de)國(guo)際(ji)大(da)科學(xue)工程(cheng)。約20個國(guo)家(jia)、上百(bai)個大(da)學(xue)和科研機構的(de)天文學(xue)家(jia)和工程(cheng)師參與(yu)項目研發(fa)。
專(zhuan)家介紹，之所以命名為SKA，是因為組成陣(zhen)列的(de)射電望遠鏡總(zong)接收面積達(da)1平(ping)方公里,相(xiang)當于140個足球場大。
“這是中國第一次正式牽(qian)頭SKA工作(zuo)包聯盟工作(zuo)，全面(mian)主持主導(dao)(dao)工程核心技術研發。從參與到(dao)主導(dao)(dao)，體現了(le)中國在(zai)射電(dian)天文領域的技術邁進和突(tu)破，也為中國今后(hou)牽(qian)頭和主導(dao)(dao)國際(ji)大(da)科學工程積累(lei)了(le)豐富經(jing)驗(yan)。”中科院國家天文臺(tai)副臺(tai)長(chang)郝晉新(xin)說。
這是一(yi)只“巨大的(de)眼眸(mou)”。這一(yi)項目選址在澳(ao)大利(li)亞、南(nan)非(fei)及(ji)非(fei)洲南(nan)部8個國家的(de)無(wu)線電寧靜區域，將在約3000公里的(de)廣(guang)袤荒野(ye)中，建設(she)2500面(mian)15米(mi)口徑反射面(mian)天線。
這是一只“靈敏的(de)眼眸(mou)”。這一項目(mu)將成為世界上最大的(de)綜合孔徑射電(dian)天(tian)文(wen)望遠鏡，比目(mu)前最大的(de)射電(dian)望遠鏡陣列的(de)靈敏度(du)(du)提(ti)高50倍(bei)，巡天(tian)速(su)度(du)(du)提(ti)高10000倍(bei)。
這(zhe)是一只“全面(mian)的眼眸(mou)”。這(zhe)一項(xiang)目能夠更全面(mian)地觀測星空，尋找(zhao)更多(duo)的星系，探尋孕育生命的新(xin)搖籃、搜索外(wai)星生命等。
此次出廠的天線更(geng)有不少新特點。SKA反射面天線總設計(ji)(ji)師杜彪介紹，天線的設計(ji)(ji)壽(shou)命約50年，重(zhong)量(liang)約40噸(dun)，是常規天線重(zhong)量(liang)的三分之二(er)，還具有低功(gong)耗、低成本、易安裝、易運(yun)輸和批量(liang)生(sheng)產等優點。
從參與到主導：十年煉就“中國之眸”
全球射電天(tian)文學方興未(wei)艾，接連涌現類星(xing)體、脈沖星(xing)、星(xing)際分子和微波背景輻(fu)射四大天(tian)文發現。近(jin)年(nian)來我國陸續建成(cheng)多座射電望遠鏡，口徑(jing)從(cong)25米(mi)到(dao)65米(mi)再到(dao)500米(mi)，從(cong)追趕(gan)到(dao)并(bing)跑，天(tian)文學研究開始逐步(bu)躋身一(yi)流(liu)。
2011年，包括中(zhong)國(guo)在(zai)內的(de)(de)多國(guo)作(zuo)為(wei)創始成員(yuan)國(guo)成立(li)(li)了(le)SKA獨立(li)(li)法人機構SKA組織。自2013年起(qi)，中(zhong)方與來自南非、德(de)國(guo)、意大利(li)、澳大利(li)亞、加拿大、瑞典、英國(guo)等國(guo)家的(de)(de)優勢科研機構強(qiang)強(qiang)聯(lian)合，組成工作(zuo)包聯(lian)盟，共同參與SKA工程(cheng)設計研發工作(zuo)。
想要在這一(yi)多國參與的大(da)科學工程(cheng)中(zhong)脫(tuo)穎而出，并非易事。記者在采(cai)訪中(zhong)了解到，中(zhong)方團隊雖(sui)然有較為深厚(hou)的天線研制(zhi)基礎，但加入(ru)項目(mu)晚(wan)，起步并非一(yi)帆風順(shun)。
“一(yi)開(kai)始(shi)被看不(bu)起，只讓咱們做最基礎的天線(xian)座架。”SKA項(xiang)目天線(xian)設備承(cheng)包方(fang)負責(ze)人(ren)之一(yi)、中(zhong)國(guo)電科54所所長張桂華告訴記者，回(hui)顧中(zhong)國(guo)參與(yu)SKA的研(yan)制經歷，中(zhong)國(guo)從一(yi)開(kai)始(shi)的“項(xiang)目創始(shi)國(guo)之一(yi)”，到后來(lai)憑借成本、性(xing)能(neng)、技(ji)術成熟度和工程可實施性(xing)等顯(xian)著優勢被推薦為SKA后續(xu)研(yan)發的唯一(yi)設計(ji)方(fang)案，經歷十年的艱難之路。
“SKA選(xuan)用的核心(xin)設備天線，每一步都是靠反(fan)復(fu)的試(shi)驗與(yu)仿真，無(wu)數次的探討與(yu)研究，最終成(cheng)就了這只(zhi)包含眾多科學家期望(wang)與(yu)技術人員心(xin)血的巨眼之眸。”張(zhang)桂華說(shuo)。
“反射面(mian)單元精度(du)誤差僅有(you)(you)兩(liang)個頭(tou)發絲的厚度(du)，精度(du)可控，完全(quan)自(zi)主(zhu)生產。”杜彪介紹，通過5年技術(shu)攻(gong)關，中國的產品最終(zhong)在技術(shu)上(shang)滿足SKA所(suo)有(you)(you)指(zhi)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(guo)先后(hou)建成了(le)東莞散裂中子源、“天(tian)眼(yan)”FAST望遠鏡、合肥(fei)穩態強(qiang)磁場(chang)裝(zhuang)置、上海超強(qiang)超短(duan)激光實驗裝(zhuang)置、大(da)亞灣(wan)中微(wei)子等一大(da)批大(da)科學裝(zhuang)置。此次(ci)SKA首臺天(tian)線樣機啟動，也(ye)意味著中國(guo)將會越(yue)來越(yue)多地參(can)與(yu)國(guo)際大(da)科學計(ji)劃，并發揮重要作用。
多位專(zhuan)家認為(wei)，新一輪(lun)科(ke)技革命和(he)產業(ye)變革正在重塑(su)世界(jie)經(jing)濟(ji)結構和(he)競(jing)爭格局，創(chuang)新要素開(kai)放性(xing)(xing)、流動性(xing)(xing)顯著(zhu)增強，用科(ke)技促(cu)進經(jing)濟(ji)社會發展成(cheng)為(wei)國際共識(shi)。
來(lai)自科(ke)(ke)技(ji)部的信息顯示，“十二(er)五”以來(lai)，我國科(ke)(ke)技(ji)創新能力(li)(li)實現歷史性躍升,國際科(ke)(ke)技(ji)合(he)作實力(li)(li)和影響力(li)(li)不斷攀(pan)升，全方位、多層次、多渠道的國際科(ke)(ke)技(ji)合(he)作體系初步形成，國際科(ke)(ke)技(ji)合(he)作能力(li)(li)顯著提高。
“大項(xiang)目(mu)全(quan)都由自(zi)己發起(qi)是(shi)不可能的(de)(de)。”中國科學院(yuan)高能物(wu)理(li)研(yan)究(jiu)所所長王(wang)貽(yi)芳(fang)院(yuan)士認為，健(jian)康的(de)(de)科研(yan)體系(xi)應該(gai)(gai)是(shi)我們參與別人的(de)(de)項(xiang)目(mu)，同時(shi)發起(qi)自(zi)己的(de)(de)項(xiang)目(mu)。自(zi)己發起(qi)的(de)(de)項(xiang)目(mu)應該(gai)(gai)有(you)(you)國際競爭力，有(you)(you)獨(du)特(te)的(de)(de)方案或技(ji)術(shu)，有(you)(you)技(ji)術(shu)先進性(xing)(xing)、創新性(xing)(xing)與可行性(xing)(xing)，有(you)(you)獲得重大成果的(de)(de)可能，有(you)(you)實質性(xing)(xing)的(de)(de)國外貢獻。
在(zai)SKA之前，中國(guo)參與(yu)的(de)(de)國(guo)際(ji)熱核(he)聚(ju)變實(shi)驗堆計劃(hua)取得(de)了多項國(guo)際(ji)和國(guo)內第一的(de)(de)研究(jiu)成果，使中國(guo)在(zai)核(he)聚(ju)變領(ling)域處于與(yu)國(guo)際(ji)同等甚至(zhi)某些方(fang)面(mian)領(ling)先的(de)(de)地位。
“堅(jian)持自(zi)主(zhu)研發與國(guo)際合作(zuo)并重，是中國(guo)特色自(zi)主(zhu)創新的自(zi)覺之路。”科(ke)(ke)技部國(guo)際合作(zuo)司(si)司(si)長葉冬柏(bo)表示，大科(ke)(ke)學裝置的興起和大科(ke)(ke)學計(ji)劃的推進，正(zheng)不斷推動中國(guo)前沿(yan)科(ke)(ke)技探索迎來新時代。
今天(tian)天(tian)文領域講究(jiu)立體化作戰，僅有500米口徑球(qiu)面射電(dian)望遠(yuan)鏡還遠(yuan)不夠。從某一(yi)點看宇(yu)宙(zhou)，視(shi)野有限(xian)，望遠(yuan)鏡要形(xing)成陣列才(cai)能發揮更強(qiang)威力。“人類對(dui)天(tian)文學的(de)研(yan)究(jiu)和對(dui)宇(yu)宙(zhou)的(de)探索并非(fei)‘一(yi)錘(chui)子買賣’，有些科研(yan)成果(guo)很難‘立竿見影’，必須放(fang)大到人類歷史長(chang)河的(de)過程中去(qu)看。”郝(hao)晉新說。
天文(wen)學(xue)的(de)發展，是全人類認(ren)識宇宙(zhou)的(de)智慧結晶。目(mu)前，SKA各成員國(guo)正(zheng)在(zai)協商出(chu)臺SKA天文(wen)臺公約。項(xiang)目(mu)建成后，成員國(guo)可以(yi)共享SKA獲得的(de)原始數(shu)據。
“SKA能(neng)看得更(geng)遠、更(geng)清楚，為人們帶(dai)來意想不(bu)到的科學(xue)發現，推動我(wo)國(guo)天文、物理(li)及信息技術(shu)等(deng)相關基礎科研(yan)領域的研(yan)究水平，不(bu)斷增強創新力，讓中國(guo)擁有向(xiang)宇宙更(geng)深(shen)處探索、實現前沿科學(xue)突(tu)破(po)的自信。”杜彪說。
【責(ze)任編(bian)輯：駱秧(yang)秧(yang)】
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