世界最大射电望远镜阵首台天线“出炉”
中国为又一项国际大科学工程“打响”头炮
“好一只大‘耳朵’！”
走近世界最大射电望远镜阵的第一台天线，不少人发出这样的惊呼，天线主反射面一袭白装，由66块铝制面板组成。加上底座，整个天线足有7层楼之高。
2月6日下午，这只大“耳朵”启动后，开始转动反射体。俯仰之间，缓缓扫过天际，从容巡视天空——这是它的第一次正式亮相。
该天线由中国电子科技集团公司54所和中国科学院国家天文台主导研制。科技部副部长黄卫2月6日表示，在全球多国正在联合打造的人类有史以来最庞大的天文设备中，中国制造了首台天线，为整个设备的建造“打响”了头炮。
10个国家联合打造的大工程
这个最庞大的天文设备全称是“平方公里阵列射电望远镜”(SKA)。建成后，SKA总接收面积将达“一平方公里”，相当于140个足球场大。
2011年，7个创始成员国联合成立了SKA独立法人机构SKA组织。目前，该组织有10个成员国，总部设在英国，尚有多个国家正在申请成为成员国。中国是参与SKA的创始国之一。科技部国际合作司司长叶冬柏表示，SKA是我国继热核聚变项目之后，参与的第二个国际大科学工程。
SKA总干事、射电天文学家菲利普·戴蒙德打过一个形象的比方：一片雪花掉落地面时产生的能量，超过了迄今为止射电天文领域接收到的所有能量——这让我们了解到这些射电信号有多么微弱，以及为了“拾取”这些信号，我们的系统需要有多么敏锐。
他说，要“听到”这些微弱的信号，科学家需要一个巨大的接收面积。按照规划，SKA选址在澳大利亚、南非及非洲南部8个国家的无线电宁静区域，将在约3000平方公里的广袤荒野中，建设2500面15米口径反射面天线。
SKA天线工作包联盟主席、中国电科SKA办公室副主任、54所专家王枫说，基线越大，望远镜的分辨率越高，观测就越精细，“绘制”的宇宙“图景”也更有价值。SKA最长基线距离是3000公里，横跨两个大陆。
“中国智造”首台天线
2月6日，SKA首个仰望星空、机敏灵活的天线“出炉”。这是继2015年12月“中国提交的天线设计方案，被批准成为SKA后续研发的唯一方案”之后，又一里程碑事件。
在SKA所有的基础建设工作任务中，天线工作是最主要、最核心的部分。中国电科总经理刘烈宏说，首台天线的成功研制标志着中国在SKA核心设备研发中发挥引领和主导作用，在国际大科学工程中，为世界成功提供“天线解决方案”。
54所SKA反射面天线总设计师杜彪告诉记者，SKA反射面天线经历了从概念天线样机、初步设计方案、详细设计方案、首台样机等几个研发阶段，中国的地位和作用随之日益提升。他说，反射面的精度直接影响天线的灵敏度，在重力、温度和风载荷影响下，首台天线主反射面的精度达到0.5毫米，副反射面精度达0.2毫米，综合性价比超过目前国际所有同类天线。
这台天线还实现了高电磁屏蔽，为这只“耳朵”倾听宇宙声音屏蔽掉电子设备辐射的电磁信号，让它更加专注于宇宙目标。
王枫告诉记者，通过技术攻关，这台天线的重量只有以往同类天线重量的2/3，降低了建设成本，提高了建设效率，为未来SKA项目的顺利实施奠定了良好的基础。
建成后可搜索外星生命
王枫介绍，灵敏度和巡天速度是射电望远镜两个非常重要的指标。灵敏度越高，天线“看”得就越远，探测宇宙的能力就越强；巡天速度越快，天线“扫描”和“观测”同一天区的速度就越快，天线的工作效率就越高。按照规划，SKA的灵敏度将比目前最大的射电望远镜阵列——美国EVLA提高50倍，巡天速度提高1万倍。
黄卫说，作为全球多个国家的科学技术人员共同参与、协作制造、共同运行和管理的跨国界全球大科学装置，SKA不仅将是人类在21世纪里创造的又一个奇迹，更是人类共同目标、共同命运的体现，是全世界不同语言、不同民族、不同文化的又一次碰撞与交融，是人类命运共同体在科学上的具体体现。
他说，SKA将为人类认识宇宙提供重要机遇，开启人类探测宇宙的新纪元。它被寄予人类了解宇宙和生命奥秘的希望，将致力于揭示人类共同关心的一些基本问题。
杜彪说，SKA将探测宇宙、星系的起源和演化，寻找更多的星系，探寻孕育生命的新摇篮、搜索外星生命等。
这个大望远镜还将致力于揭示和回答关于“基本力”问题。比如，检验爱因斯坦的广义相对论正确与否，探寻宇宙磁场是从哪里来的，是怎么演化的。
菲利普·戴蒙德今天透露，下一步SKA工程将进入建设阶段，其中第一个建设阶段项目总投入约6.75亿欧元，预计在3年左右建成130多台天线。
本报石家庄2月6日电
中国青年报·中青在线记者 邱晨辉
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