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新疆維吾爾自治區(qū)領(lǐng)導(dǎo)考察奇臺天文觀測臺址

QTT臺址

　　作為中科院的一分子，長期以來，新疆天文臺腳踏西部新疆這片承載厚重歷史的廣袤熱土，用天文觀測設(shè)備守望著無垠蒼穹，也為新疆的經(jīng)濟發(fā)展提供全面的天文服務(wù)。

　　在日前接受《中國科學(xué)報》記者采訪時，新疆天文臺臺長王娜指出，隨著“一帶一路”宏偉藍圖的構(gòu)建，新疆天文臺為“中國夢—天文夢”的實現(xiàn)做出更大貢獻。目前，新疆天文臺正在大力推進110米大口徑全可動射電望遠鏡（QTT）在奇臺的建設(shè)，并且已經(jīng)取得一系列進展。展望未來，新疆天文臺將以此為契機，瞄準(zhǔn)世界先進水平，為我國射電天文裝備進入世界前列、促進相關(guān)高技術(shù)發(fā)展和支撐射電天文前沿突破作出重大貢獻。

　　奇臺站建設(shè)意義重大

　　“依托新疆優(yōu)越的地理位置和射電天文觀測條件，在新疆奇臺建造國際先進、功能強大、高效運行的110米大口徑全可動射電望遠鏡，已經(jīng)成為當(dāng)前新疆天文臺全力奮進的目標(biāo)。”王娜介紹，新疆奇臺110米口徑全可動射電望遠鏡因其建在新疆奇臺縣，所以也稱為QTT項目。

　　這么重要的大科學(xué)裝置，選擇安裝在新疆地區(qū)，殊為不易。王娜說，優(yōu)良的臺址是保證射電望遠鏡高效、安全運行并順利實現(xiàn)科學(xué)目標(biāo)的重要條件?？疾炫_址候選點的要素包括：氣象條件、無線電環(huán)境、地理位置和局部地形、基礎(chǔ)條件、地質(zhì)條件、周邊社會發(fā)展規(guī)劃等。對于大型射電望遠鏡，臺址無線電環(huán)境和氣象條件是影響望遠鏡運行效率的最基本因素。因此，在選擇建設(shè)這一項目時，專家進行了長期和深入的考察。

　　王娜介紹說，由于衛(wèi)星的無線電發(fā)射產(chǎn)生的干擾是地面臺站均難以避開的，所以在無線電環(huán)境方面主要是考慮來自地面無線電發(fā)射源的干擾情況，而臺址的氣象條件在一定程度上決定大型射電望遠鏡的設(shè)計指標(biāo)、運行安全和性能。經(jīng)過長期的監(jiān)測、比對和評估，綜合考慮各選址要素，專家們最終確定新疆昌吉回族自治州奇臺縣半截溝鎮(zhèn)石河子村為QTT候選臺址。

　　那么，未來建成的QTT將能夠發(fā)揮哪些作用？

　　“QTT是我國射電天文學(xué)前沿突破的基礎(chǔ)支撐和必要條件，對我國現(xiàn)代天文學(xué)進入世界先進行列有重大作用?！蓖跄日f。

　　射電天文學(xué)在現(xiàn)代天文學(xué)領(lǐng)域獨樹一幟，射電望遠鏡的每一次重要進步都毫無例外地成為天文學(xué)發(fā)展的里程碑。類星體、脈沖星、星際分子、宇宙微波背景輻射等天文學(xué)重大發(fā)現(xiàn)，均奠基于射電天文學(xué)；天文學(xué)領(lǐng)域獲12項諾貝爾物理學(xué)獎，射電天文學(xué)占6項。步入高靈敏度、大樣本時代的射電天文學(xué)，需要更大接收面積的射電望遠鏡以探測更暗弱的天體。歐美已建成百米級全可動射電望遠鏡；我國最大口徑的全可動射電望遠鏡為65米，向國際水平靠近了一大步，但與國際先進水平仍有較大的差距。

　　國內(nèi)外權(quán)威專家認為：在150 MHz~115 GHz的頻率范圍內(nèi)，QTT將為眾多重要天文研究提供出色的高靈敏度觀測平臺?！斑@將使中國天文界在脈沖星這一天文熱門領(lǐng)域作出世界級的貢獻?！蓖跄日f。QTT加入VLBI網(wǎng)，可使我國VLBI網(wǎng)觀測靈敏度提高1.8～2倍，QTT與大型光學(xué)和高能天文設(shè)備結(jié)合，十分有利于我國全波段天文研究突破。

　　輻射“一帶一路”建設(shè)

　　對于天文科研人員來說，QTT是我國深空探測與測軌導(dǎo)航授時技術(shù)創(chuàng)新的重要平臺，為我國未來空間活動提供強大的技術(shù)支撐。

　　在天文學(xué)家看來，QTT將有助我國空間技術(shù)發(fā)展，包括航天器VLBI精密定軌、脈沖星深空自主導(dǎo)航、脈沖星時間基準(zhǔn)和授時守時創(chuàng)新等國家戰(zhàn)略任務(wù)的布局；使我國在這些競爭激烈的國際戰(zhàn)略科技領(lǐng)域比肩世界強國，為我國未來的空間活動——探月工程、火星、金星探測等國家任務(wù)提供強大的技術(shù)支撐，并對國家安全具有重大意義。

　　同時，QTT建設(shè)必將顯著提升我國精密大型天文觀測設(shè)備研制水平和集成創(chuàng)新能力，提高大型精密科學(xué)儀器機械結(jié)構(gòu)、大型機械高精度伺服控制、超低噪聲微電子技術(shù)的水平，促進我國精密科學(xué)裝備向高精度、高效率、高可靠性方向發(fā)展，極大地推動我國在相關(guān)領(lǐng)域邁進世界先進行列。

　　此外，QTT項目促進國內(nèi)外天文學(xué)研究與技術(shù)合作，進一步推進以我國為主的射電天文國際合作和國家天文發(fā)展布局。

　　“工欲善其事，必先利其器”，“在未來十年及更長的時間內(nèi)，QTT將使中國能夠更廣泛地參與國際前沿天文研究。”王娜說。QTT地處亞歐大陸腹地，因其形成的長基線將決定國內(nèi)VLBI網(wǎng)最高分辨率、最高靈敏度，同時能夠使EVN觀測靈敏度提高30％～70%，顯著提升我國射電天文研究的創(chuàng)新能力和在國際合作中的影響力，進一步推進以我國為主的射電天文國際合作和國家天文發(fā)展布局。而QTT的建設(shè)還將極大促進和帶動高技術(shù)生產(chǎn)力和基礎(chǔ)研究在新疆的發(fā)展，吸引國家天文人才向西部集聚，并在西部形成第一個世界級射電天文觀測研究平臺和中心。

　　“依托QTT系統(tǒng)建設(shè)新疆最大的科學(xué)普及教育基地，對以先進文化引領(lǐng)區(qū)域社會發(fā)展將產(chǎn)生深遠影響?！蓖跄日f?？茖W(xué)和教育的力量越來越深刻地影響著現(xiàn)代人的生活，激烈的國際競爭也越來越多地表現(xiàn)為科學(xué)實力與教育質(zhì)量的競爭。新疆維吾爾自治區(qū)黨委和政府提出“以先進文化為引領(lǐng)”的方針，全力支持QTT建設(shè)，并從區(qū)情特征出發(fā)確定依托QTT系統(tǒng)、規(guī)劃建設(shè)新疆最大的科學(xué)普及教育基地。QTT建設(shè)將在多民族地區(qū)普及科學(xué)知識、傳播科學(xué)思想、弘揚科學(xué)精神等方面發(fā)揮重要作用和深遠影響。

　　“更為重要的是，圍繞絲綢之路經(jīng)濟帶核心區(qū)建設(shè)，依托QTT建設(shè)國家級國際科技合作基地，發(fā)揮新疆對周邊國家輻射帶動作用?！蓖跄缺硎?，新疆地處亞歐大陸核心地帶，是中國向西開放的重要門戶。QTT作為地標(biāo)性重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，未來將建成國家級國際科技合作基地，成為“科教文化中心”中的一面旗幟，對周邊國家的科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)起到輻射帶動作用。

　　項目全力推進

　　奇臺站的建設(shè)也得到國家層面的認可和支持。

　　2014年，新疆天文臺在重大項目申請方面取得突破，“110米大口徑全可動射電望遠鏡關(guān)鍵技術(shù)研究”項目獲得“973”項目支持。王娜成為該項目的首席科學(xué)家，這對QTT項目建設(shè)起到重要的促進作用。

　　王娜介紹說，將QTT建成國際一流的射電天文觀測體系，需要攻克一系列關(guān)鍵技術(shù)問題。隨著天線口徑的增大，天線結(jié)構(gòu)重量呈幾何級數(shù)增長，這使天線結(jié)構(gòu)剛度和反射面精度對保型設(shè)計提出了挑戰(zhàn)；天線指向性能的優(yōu)劣直接影響對目標(biāo)源的跟蹤觀測能力，實現(xiàn)2.5″指向精度的伺服控制，需要在復(fù)雜環(huán)境下解決大慣量、慢速驅(qū)動與高精度之間的矛盾；受到重力、溫度、風(fēng)荷等因素的影響，反射面產(chǎn)生偏差和不均勻形變，需要解決快速高精度面形測量和多節(jié)點促動器精確調(diào)整問題，運用主動面技術(shù)實現(xiàn)閉環(huán)控制；信號接收系統(tǒng)研制需要突破超寬帶、低噪聲、高集成、高速數(shù)字化、實時處理等技術(shù)難題。

　　王娜表示，新疆天文臺“973”項目以QTT系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究為重點，把射電天文前沿研究與QTT建設(shè)緊密結(jié)合起來，對QTT系統(tǒng)建設(shè)發(fā)揮直接推進和保障作用，為QTT系統(tǒng)優(yōu)化運行提供技術(shù)儲備，為射電天文學(xué)前沿突破提供研究基礎(chǔ)。

　　目前，該項目由新疆天文臺牽頭，中國科學(xué)院國家天文臺（本部）、西安電子科技大學(xué)、北京大學(xué)、南京大學(xué)、中國科學(xué)院南京天文光學(xué)技術(shù)研究所、上海交通大學(xué)和中國電子科技集團公司第三十九研究所共同參與研發(fā)。

　　2015年4月，“110米大口徑全可動射電望遠鏡關(guān)鍵技術(shù)研究”項目啟動會在烏魯木齊隆重舉行。中國科學(xué)院、新疆維吾爾自治區(qū)科技廳相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，項目的責(zé)任專家、專家組、課題負責(zé)人、學(xué)術(shù)骨干共80余人參加了會議。

　　中國科學(xué)院院士武向平在會議上強調(diào)，QTT科學(xué)目標(biāo)和地理位置的重要性都是毋庸置疑的，QTT建設(shè)將是世界上射電望遠鏡建設(shè)的里程碑，能夠在國家的“一帶一路”戰(zhàn)略構(gòu)想上發(fā)揮獨特作用。

　　百舸爭流，奮楫者先。奇臺的啟動，必將成為實現(xiàn)QTT建設(shè)藍圖中濃墨重彩的一筆。

　　“展望未來，新疆的天文科研工作將秉持堅韌不拔、持之以恒的精神，一步一個腳印，深入地完成好這一項目，為祖國天文事業(yè)的發(fā)展筑就長青基業(yè)?！蓖跄茸詈蟊硎?。

　?。ㄔd于《中國科學(xué)報》 2015-08-03 第5版 創(chuàng)新周刊)