——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
語音播報(bào)
上海65米射電望遠(yuǎn)鏡。見習(xí)記者 賴鑫琳 攝
還記得那張像甜甜圈的黑洞照片嗎?上海65米射電望遠(yuǎn)鏡雖然沒有參加直接觀測,但其主導(dǎo)的東亞VLBI(甚長基線干涉測量)網(wǎng),在其他頻率開展了長期跟蹤協(xié)同觀測,這一觀測結(jié)果被寫入了首張黑洞照片的相關(guān)論文。上海65米射電望遠(yuǎn)鏡的綜合性能指標(biāo),目前在同類型望遠(yuǎn)鏡中位列世界前三,為我國的探月工程和深空探測提供了有力支撐。在昨天舉行的上海市科技獎(jiǎng)勵(lì)大會上,該項(xiàng)目榮獲2018年度上海市科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。
攻克40多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)
地處佘山腳下的上海65米射電望遠(yuǎn)鏡,還有一個(gè)更詩意的名字——天馬望遠(yuǎn)鏡。
迄今為止,12項(xiàng)授予天文學(xué)的諾貝爾物理獎(jiǎng)中就有6項(xiàng)來自射電天文學(xué)的貢獻(xiàn)。帶著眾多期待,天馬望遠(yuǎn)鏡創(chuàng)造了“中國速度”,把大型望遠(yuǎn)鏡的現(xiàn)場建設(shè)周期由通常的6年縮短至3年,于2012年10月28日落成,其工作波長從最長21厘米到最短7毫米共8個(gè)波段,是我國第一臺性能先進(jìn)、功能齊全、全方位可轉(zhuǎn)動(dòng)的大型射電望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)。
中科院上海天文臺聯(lián)合中國電科54所、上海交通大學(xué)、中國電科16所等單位,自主創(chuàng)新攻克了40多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。他們研發(fā)了國內(nèi)首套大型射電望遠(yuǎn)鏡主反射面主動(dòng)調(diào)整系統(tǒng),故障率僅為0.3%,相比國際同類系統(tǒng)可靠性首屈一指?!白畛踉O(shè)定的目標(biāo)是測量精度誤差要小于0.3毫米,實(shí)際控制在了0.28毫米。”天馬望遠(yuǎn)鏡首席科學(xué)家、上海天文臺臺長沈志強(qiáng)說。
隨著觀測目標(biāo)的東升西落,天線姿態(tài)會發(fā)生變化,在不同高度重力作用下,就會發(fā)生變形。令人叫絕的是,1104個(gè)促動(dòng)器實(shí)現(xiàn)了對1008塊主反射面板重力形變的實(shí)時(shí)調(diào)整補(bǔ)償,定位精度達(dá)到15微米,只有頭發(fā)絲的一半,使天線保持標(biāo)準(zhǔn)的拋物面形狀,確保天馬望遠(yuǎn)鏡即使在最高工作頻率(Q波段;43GHz)的觀測效率在各個(gè)仰角都達(dá)到50%以上,達(dá)到國際先進(jìn)水平。
為月球背面軟著陸探測做貢獻(xiàn)
“執(zhí)行嫦娥一號任務(wù)時(shí),我國的VLBI測軌分系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)需要10分鐘,去年執(zhí)行嫦娥四號任務(wù)時(shí)不僅每5秒鐘打包數(shù)據(jù)一次,還能在30秒之內(nèi)完成數(shù)據(jù)處理?!辨隙鹚奶朧LBI測軌分系統(tǒng)總指揮、上海天文臺原臺長洪曉瑜介紹,天馬望遠(yuǎn)鏡成為解決中繼星“鵲橋”天線在軌標(biāo)定技術(shù)難題的唯一地面測站,為世界上首次實(shí)現(xiàn)月球背面軟著陸探測,做出了不可替代的貢獻(xiàn)。
天馬望遠(yuǎn)鏡已先后圓滿完成了2012年的嫦娥二號擴(kuò)展任務(wù)、2013年的嫦娥三號任務(wù)、2014年的探月三期再入返回飛行試驗(yàn)器以及2018年嫦娥四號(包括中繼星)VLBI測定軌任務(wù)。未來,還將成為后續(xù)嫦娥系列、火星探測器等測定軌任務(wù)的核心設(shè)備。作為目前國內(nèi)VLBI臺站中唯一具備43GHz觀測能力的天馬望遠(yuǎn)鏡,加入東亞VLBI網(wǎng)后,使其成圖質(zhì)量提高53%,在黑洞等致密天體研究中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。自2015年成為歐洲VLBI網(wǎng)成員后,由于其超高靈敏度,天馬望遠(yuǎn)鏡多次被選為基準(zhǔn)參考測站。
至今,天馬望遠(yuǎn)鏡在脈沖星和譜線射電天文研究中已取得一系列原創(chuàng)性成果。早在運(yùn)行初期,天馬望遠(yuǎn)鏡就成功捕捉到了銀河系中心黑洞附近磁星的射電爆發(fā)。
(原載于《解放日報(bào)》 2019-05-16 05版)
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