為“世界巨眼”裝上“中國之眸”
文章來源：新華每日電訊 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）
人類探秘宇(yu)宙又將多一雙(shuang)“巨眼”。
數千面(mian)天(tian)線從中心向外呈(cheng)旋臂狀(zhuang)鋪展，延(yan)伸(shen)著長長的(de)“觸角”，恰似一只“巨眼”，用(yong)世界最大的(de)天(tian)線陣(zhen)列(lie)射(she)電(dian)望遠鏡(jing)探秘宇宙：6日下午，SKA——平方公里陣(zhen)列(lie)射(she)電(dian)望遠鏡(jing)首臺天(tian)線樣機在河北石家莊正式啟動，這標志著由中國主導研制的(de)SKA反(fan)射(she)面(mian)天(tian)線即將進入正式建設階段。
組成陣(zhen)列的望遠鏡接收面積達1平方公里、足有140個足球場大，比目(mu)前(qian)最(zui)大的射電望遠鏡陣(zhen)列靈敏度提(ti)高50倍。SKA總(zong)干(gan)事菲(fei)利(li)普·戴蒙(meng)德(de)評(ping)價說，作為多國合作的國際大科(ke)學工程，SKA將為人類認識宇宙(zhou)提(ti)供歷史新(xin)機遇。
探秘宇宙的“世界巨眼”
一(yi)(yi)聲啟動(dong)(dong)，10米(mi)高(gao)的(de)底座上，反(fan)射(she)體緩(huan)(huan)緩(huan)(huan)轉動(dong)(dong)，猶(you)如一(yi)(yi)只(zhi)靈動(dong)(dong)的(de)“眼眸”，俯仰(yang)之間，緩(huan)(huan)緩(huan)(huan)掃過天(tian)際(ji)；水平轉動(dong)(dong)，從容(rong)巡視天(tian)空……SKA首臺天(tian)線樣機甫一(yi)(yi)亮相，便(bian)吸引了在場多國科(ke)學家、天(tian)文(wen)學家的(de)目光。
“它的成功(gong)研制(zhi)，標(biao)志著中國在SKA核心設備研發(fa)中發(fa)揮引(yin)領和主導作用(yong)，在國際大科(ke)學工程中，為世界(jie)成功(gong)提供‘天線解決方案’。”中國電(dian)子科(ke)技集團總經理劉(liu)烈宏說。
“這是國(guo)際(ji)大(da)(da)科學工(gong)程(cheng)的里程(cheng)碑(bei)事件。”菲利普·戴(dai)蒙德介(jie)紹，SKA始于上世(shi)紀(ji)九十年(nian)代初，是目前在建的全球最大(da)(da)綜合孔徑射電望遠鏡，是多(duo)國(guo)合作、共同(tong)出資的國(guo)際(ji)大(da)(da)科學工(gong)程(cheng)。約(yue)20個(ge)國(guo)家、上百個(ge)大(da)(da)學和(he)(he)科研機構的天文學家和(he)(he)工(gong)程(cheng)師參與項(xiang)目研發。
專家(jia)介紹，之所以命名為SKA，是因(yin)為組成陣列的射電(dian)望遠鏡總(zong)接收面積達(da)1平方公(gong)里,相當于(yu)140個足(zu)球場大。
“這(zhe)是中國(guo)第一次正式牽(qian)頭(tou)SKA工作包聯(lian)盟工作，全面主(zhu)(zhu)持主(zhu)(zhu)導工程核心技(ji)術研發(fa)。從參與到主(zhu)(zhu)導，體現(xian)了(le)中國(guo)在射電天文領域的技(ji)術邁進和突(tu)破，也為(wei)中國(guo)今后牽(qian)頭(tou)和主(zhu)(zhu)導國(guo)際(ji)大(da)科(ke)學工程積累了(le)豐富經驗。”中科(ke)院國(guo)家天文臺副臺長郝晉新說。
這是一(yi)只“巨(ju)大的眼眸”。這一(yi)項目選(xuan)址在澳大利(li)亞、南(nan)(nan)非(fei)及非(fei)洲南(nan)(nan)部(bu)8個國家的無線電寧靜區域，將在約3000公里的廣袤荒野中(zhong)，建設2500面15米(mi)口徑反射面天線。
這(zhe)是一(yi)只“靈敏的(de)(de)眼眸”。這(zhe)一(yi)項目將成為世界上(shang)最(zui)大的(de)(de)綜合(he)孔徑(jing)射電天(tian)文(wen)望(wang)遠鏡(jing)，比目前最(zui)大的(de)(de)射電望(wang)遠鏡(jing)陣列的(de)(de)靈敏度提(ti)高(gao)50倍，巡天(tian)速度提(ti)高(gao)10000倍。
這(zhe)(zhe)是一只“全面(mian)的(de)眼眸(mou)”。這(zhe)(zhe)一項目能夠更(geng)全面(mian)地觀測星空，尋找(zhao)更(geng)多的(de)星系(xi)，探尋孕(yun)育生命的(de)新(xin)搖(yao)籃、搜索外(wai)星生命等。
此次(ci)出廠的天線(xian)(xian)更有(you)不少(shao)新特點。SKA反射面天線(xian)(xian)總設計師杜彪介紹，天線(xian)(xian)的設計壽命約50年，重(zhong)量(liang)約40噸，是常(chang)規天線(xian)(xian)重(zhong)量(liang)的三分之二，還(huan)具有(you)低功耗、低成本、易安裝、易運輸和批量(liang)生產等優(you)點。
從參與到主導：十年煉就“中國之眸”
全球射(she)電(dian)天(tian)文(wen)學(xue)方興未(wei)艾，接連(lian)涌現類(lei)星體、脈沖星、星際(ji)分子和微(wei)波(bo)背(bei)景輻射(she)四(si)大天(tian)文(wen)發現。近年(nian)來我國陸續建成多座射(she)電(dian)望(wang)遠鏡(jing)，口徑從25米(mi)(mi)到65米(mi)(mi)再到500米(mi)(mi)，從追趕到并跑，天(tian)文(wen)學(xue)研究開(kai)始(shi)逐步躋(ji)身一流。
2011年(nian)，包(bao)括中國(guo)在內的多國(guo)作為創(chuang)始成員(yuan)國(guo)成立了SKA獨立法人機構SKA組(zu)織。自2013年(nian)起(qi)，中方與來自南(nan)非、德國(guo)、意大(da)利、澳大(da)利亞、加拿(na)大(da)、瑞典、英國(guo)等國(guo)家的優勢科研(yan)機構強強聯(lian)合，組(zu)成工(gong)作包(bao)聯(lian)盟(meng)，共同參(can)與SKA工(gong)程(cheng)設計研(yan)發工(gong)作。
想要在這(zhe)一(yi)多(duo)國參與的(de)大科(ke)學工程中(zhong)脫穎而出，并非易事。記者在采訪(fang)中(zhong)了解到，中(zhong)方團隊雖然有(you)較為深厚的(de)天線(xian)研(yan)制基礎，但加入(ru)項目晚，起步并非一(yi)帆風順。
“一(yi)(yi)開(kai)始被(bei)看不起，只讓(rang)咱們(men)做最基礎的天線(xian)座架。”SKA項(xiang)目天線(xian)設備承包方負責人之一(yi)(yi)、中國電科54所所長張桂華(hua)告訴記者，回顧中國參與(yu)SKA的研制經(jing)歷，中國從一(yi)(yi)開(kai)始的“項(xiang)目創(chuang)始國之一(yi)(yi)”，到后來憑借成(cheng)本(ben)、性能(neng)、技(ji)術成(cheng)熟度(du)和工程可(ke)實施性等顯著優(you)勢被(bei)推薦(jian)為SKA后續研發的唯一(yi)(yi)設計方案，經(jing)歷十年(nian)的艱難之路。
“SKA選用的核心設備(bei)天(tian)線(xian)，每一步都是靠反復(fu)的試驗與(yu)仿(fang)真(zhen)，無數次的探(tan)討與(yu)研究，最終成就(jiu)了這(zhe)只包含眾多科(ke)學家期(qi)望與(yu)技術人員心血的巨眼之眸。”張桂(gui)華說。
“反(fan)射面單元精(jing)度(du)誤差僅有兩個頭(tou)發(fa)絲的厚度(du)，精(jing)度(du)可(ke)控，完全(quan)自主生產。”杜彪介(jie)紹，通過5年技(ji)術攻關，中國的產品最(zui)終在技(ji)術上滿足SKA所有指(zhi)標要(yao)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(lai)，我國(guo)先后(hou)建(jian)成(cheng)了東莞散裂中(zhong)子源、“天眼(yan)”FAST望(wang)遠鏡(jing)、合肥穩態強磁場裝(zhuang)置(zhi)、上海超強超短激光實驗裝(zhuang)置(zhi)、大(da)(da)(da)亞灣中(zhong)微(wei)子等一(yi)大(da)(da)(da)批(pi)大(da)(da)(da)科(ke)學裝(zhuang)置(zhi)。此次SKA首臺天線樣機(ji)啟動，也意味著中(zhong)國(guo)將會(hui)越來(lai)越多地參與國(guo)際大(da)(da)(da)科(ke)學計劃，并發揮重(zhong)要作用。
多位專家認為，新(xin)一輪科技(ji)革命和產(chan)業變(bian)革正在重(zhong)塑世界(jie)經濟結構和競爭格局，創新(xin)要素開放性、流動(dong)性顯(xian)著(zhu)增強，用科技(ji)促進經濟社會發(fa)展成為國際共識。
來(lai)自(zi)科(ke)(ke)技部的信(xin)息顯示，“十(shi)二(er)五”以來(lai)，我國(guo)科(ke)(ke)技創新能(neng)力(li)實現歷史(shi)性躍升,國(guo)際科(ke)(ke)技合(he)作(zuo)(zuo)(zuo)實力(li)和影響力(li)不斷攀升，全方位、多(duo)層次、多(duo)渠道的國(guo)際科(ke)(ke)技合(he)作(zuo)(zuo)(zuo)體系(xi)初步形成，國(guo)際科(ke)(ke)技合(he)作(zuo)(zuo)(zuo)能(neng)力(li)顯著提(ti)高(gao)。
“大項(xiang)目(mu)全(quan)都由自(zi)己發起(qi)(qi)(qi)是不可能(neng)的(de)(de)。”中國(guo)(guo)科學院高能(neng)物理研(yan)究所所長王(wang)貽芳(fang)院士認為，健康(kang)的(de)(de)科研(yan)體系應(ying)該(gai)是我們(men)參(can)與(yu)別人的(de)(de)項(xiang)目(mu)，同時(shi)發起(qi)(qi)(qi)自(zi)己的(de)(de)項(xiang)目(mu)。自(zi)己發起(qi)(qi)(qi)的(de)(de)項(xiang)目(mu)應(ying)該(gai)有國(guo)(guo)際競爭力，有獨特的(de)(de)方案或技術，有技術先進(jin)性、創新性與(yu)可行性，有獲得重大成果的(de)(de)可能(neng)，有實質性的(de)(de)國(guo)(guo)外(wai)貢(gong)獻。
在SKA之前，中國(guo)參與的國(guo)際熱(re)核聚變實驗堆(dui)計劃取得(de)了多(duo)項國(guo)際和國(guo)內第一的研究(jiu)成果，使中國(guo)在核聚變領域處(chu)于與國(guo)際同(tong)等甚至(zhi)某些方面領先(xian)的地位。
“堅持自(zi)主研發與國(guo)際合作(zuo)并重(zhong)，是中(zhong)國(guo)特色自(zi)主創新(xin)的自(zi)覺之路。”科技部國(guo)際合作(zuo)司司長葉冬(dong)柏表示，大科學裝置(zhi)的興(xing)起(qi)和大科學計(ji)劃的推(tui)進，正(zheng)不(bu)斷推(tui)動中(zhong)國(guo)前沿科技探索迎來新(xin)時代。
今天天文領域講究立(li)體化作(zuo)戰(zhan)，僅(jin)有(you)500米口(kou)徑球面射電(dian)望遠鏡(jing)還遠不(bu)夠。從某一點看宇宙(zhou)，視野有(you)限(xian)，望遠鏡(jing)要形(xing)成陣列才能發(fa)揮更強威(wei)力(li)。“人類對天文學的(de)研究和對宇宙(zhou)的(de)探索并非‘一錘子買賣’，有(you)些科研成果很(hen)難‘立(li)竿見影’，必須放大到(dao)人類歷史長河的(de)過程中去看。”郝晉新說。
天文(wen)學(xue)的(de)(de)發(fa)展，是(shi)全人類認識宇宙的(de)(de)智慧結晶。目前(qian)，SKA各成(cheng)員(yuan)國正在協(xie)商出臺SKA天文(wen)臺公約。項目建成(cheng)后，成(cheng)員(yuan)國可(ke)以共享SKA獲(huo)得的(de)(de)原始(shi)數據。
“SKA能看(kan)得更遠(yuan)、更清(qing)楚(chu)，為(wei)人們帶(dai)來意想不到的(de)科學(xue)發現，推(tui)動(dong)我國(guo)天文、物理(li)及信息(xi)技(ji)術(shu)等相關基礎科研領域的(de)研究(jiu)水平，不斷增強創新力，讓中國(guo)擁(yong)有向(xiang)宇宙更深處探索、實現前(qian)沿(yan)科學(xue)突破的(de)自信。”杜彪說。
【責任編輯：駱秧秧】
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