——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)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(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
5月15日,2018年度上海市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在上海展覽中心友誼會(huì)堂舉行,大會(huì)共授獎(jiǎng)300項(xiàng)(人)。其中,“上海65米射電望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)研制”項(xiàng)目(天馬望遠(yuǎn)鏡,以下簡(jiǎn)稱(chēng)“天馬”),摘得2018年度科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。
走近“天馬”
在天馬山腳下,矗立著一臺(tái)65米口徑、全方位可轉(zhuǎn)動(dòng)的射電望遠(yuǎn)鏡,這就是“天馬”,它以獨(dú)特的方式,捕捉來(lái)自浩瀚宇宙的聲響,為人類(lèi)“天馬行空、探索宇宙奧秘”貢獻(xiàn)力量。
現(xiàn)在,它已經(jīng)7歲了,“誕生”時(shí),它曾被譽(yù)為“亞洲第一射電望遠(yuǎn)鏡”。
項(xiàng)目第一完成人、中科院上海天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)沈志強(qiáng)介紹,“天馬”體重2700噸,身高70米,占地面積相當(dāng)于8個(gè)籃球場(chǎng)大小。走近“天馬”,可以清晰地看到底部6組滾輪。“有了滾輪,‘天馬’可以實(shí)現(xiàn)‘全方位可動(dòng)’,但不是轉(zhuǎn)360度,而是通過(guò)左右270度交叉轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的?!?/p>
雖然是望遠(yuǎn)鏡,但射電望遠(yuǎn)鏡并不能“看到”滿天星斗和美麗星云。沈志強(qiáng)說(shuō):“射電天文學(xué)誕生于1933年,是用天線‘傾聽(tīng)’來(lái)自宇宙的聲音,即接收特定波段的電磁信號(hào),將原始信息提供給科學(xué)家進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,解決不同的天文學(xué)問(wèn)題。”
饋源艙就是“信號(hào)接收機(jī)”,像是“天馬”的“耳朵”,它的工作波長(zhǎng)從最長(zhǎng)21厘米到最短7毫米共8個(gè)波段,也是我國(guó)目前工作波長(zhǎng)可覆蓋全部厘米波段的高性能射電望遠(yuǎn)鏡。站在饋源艙,仿佛立在“一口鍋”的中心,可以看到“鍋面”——由1008塊面板組成的直徑為65米的白色主反射面,這里有我國(guó)自主研發(fā)的第一個(gè)大型天線主反射面主動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)。
而“鍋底”有連接著面板的1104臺(tái)促動(dòng)器。上海交通大學(xué)副研究員葉騫介紹,“促動(dòng)器”的作用是通過(guò)控制調(diào)整面板,以實(shí)現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡的高效率跟蹤觀測(cè)。
“前世今生”話“天馬”
“空間觀測(cè)進(jìn)入新階段,天文觀測(cè)技術(shù)必須革新?!鄙鲜兰o(jì)70年代,為了改變中國(guó)天文學(xué)觀測(cè)設(shè)備和研究技術(shù)落后的現(xiàn)狀,中科院院士、上海天文臺(tái)原臺(tái)長(zhǎng)葉叔華高瞻遠(yuǎn)矚地提出發(fā)展甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量技術(shù)(VLBI)和建造射電望遠(yuǎn)鏡的設(shè)想。
她多方奔走,帶領(lǐng)上海天文臺(tái)在1979年、1987年先后建成6米和25米射電望遠(yuǎn)鏡。這兩個(gè)望遠(yuǎn)鏡可以說(shuō)是“天馬”的“哥哥和姐姐”,讓中國(guó)的天文事業(yè)趕上了世界新老技術(shù)的轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī),很快融入了世界天文科學(xué)的發(fā)展。
隨著時(shí)代的發(fā)展,與國(guó)際先進(jìn)水平相比,已有的射電望遠(yuǎn)鏡天線口徑小、觀測(cè)頻率低,嚴(yán)重制約著未來(lái)執(zhí)行國(guó)家深空探測(cè)重大任務(wù)和開(kāi)展射電天文觀測(cè)研究的能力。在葉叔華的推動(dòng)下,以服務(wù)國(guó)家探月、深空探測(cè)任務(wù)和開(kāi)展射電天文觀測(cè)研究為目標(biāo),從2008年起,上海天文臺(tái)肩負(fù)起研制具有多種科學(xué)用途的世界級(jí)大型射電望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的重任。
在“天馬”的測(cè)控中心內(nèi),墻上的一張張照片記錄了“天馬”誕生前的一個(gè)個(gè)重要過(guò)程:2009年6月地質(zhì)鉆探、2011年滾輪吊裝到位、2012年副反射面吊裝到位……
“這個(gè)過(guò)程培養(yǎng)和鍛煉了一支具有射電天文研究、設(shè)備研制能力的優(yōu)秀隊(duì)伍。我們的團(tuán)隊(duì)夜以繼日、精誠(chéng)合作,運(yùn)用分別制造最后拼裝的方式,原定的6年建設(shè)周期被縮短到3年。”上海天文臺(tái)研究員劉慶會(huì)自豪地說(shuō)。
“天馬”行空武功高強(qiáng)
專(zhuān)家認(rèn)為,“天馬”是我國(guó)第一臺(tái)性能先進(jìn)、功能齊全的全可動(dòng)大型射電望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了我國(guó)建設(shè)世界級(jí)大型射電望遠(yuǎn)鏡的目標(biāo)。
“‘天馬’研制過(guò)程中攻克的關(guān)鍵技術(shù)對(duì)今后大型射電望遠(yuǎn)鏡研發(fā)也有重要應(yīng)用價(jià)值?!鄙蛑緩?qiáng)表示,“天馬”凝聚了上海天文臺(tái)聯(lián)合中電54所、上海交大、中電16所等單位完成的40多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)和集成創(chuàng)新成果。例如,實(shí)現(xiàn)了3角秒的高精度指向,并達(dá)到了在1.2~50GHz8個(gè)波段任意仰角好于50%的高效率。
目前“天馬”綜合性能指標(biāo)在同類(lèi)型望遠(yuǎn)鏡中位列世界前三,建成以來(lái),已經(jīng)成為我國(guó)深空探測(cè)器測(cè)軌定位的國(guó)之重器,極大地提升了我國(guó)探月衛(wèi)星和深空探測(cè)器測(cè)定軌能力、國(guó)際VLBI和射電天文觀測(cè)能力。
值得一提的是,2018年“天馬”為嫦娥四號(hào)保駕護(hù)航立下了“汗馬功勞”,在VLBI測(cè)定軌及中繼星天線在軌標(biāo)定任務(wù)中作出了關(guān)鍵貢獻(xiàn)。
未來(lái),“天馬”將繼續(xù)服務(wù)嫦娥五號(hào)、火星探測(cè)器、探月四期、小行星探測(cè)等的測(cè)定軌任務(wù);也將繼續(xù)對(duì)脈沖星、大質(zhì)量恒星、活動(dòng)星系核、X射電雙星等的觀測(cè)研究。據(jù)悉,以“天馬”為基礎(chǔ),上海天文臺(tái)正積極參與建設(shè)世界上最大的綜合孔徑射電望遠(yuǎn)鏡——“平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡”,努力推動(dòng)世界天文事業(yè)的不斷發(fā)展。
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