石家庄中国电科54所为“地球之眼”装上“中国之眸”
   来源:河北日报     2019年08月27日 12:48

原标题:全球最大天线阵列射电望远镜首台天线在石家庄鹿泉区出厂启动

为“地球之眼”装上“中国之眸”

平方公里阵列射电望远镜首台天线样机。 记者耿辉摄

●中国电科54所提供天线解决方案

●标志着我国在SKA核心设备研发中开始发挥引领和主导作用

●人类探秘宇宙迈出新步伐

“用世界上最大的天线阵列射电望远镜探索宇宙”,2月6日,高挂在平方公里阵列射电望远镜(SKA)首台天线出厂启动现场的标语振奋人心。当日,在位于石家庄市鹿泉区的中国电科54所工程现场,由我国主导研发的平方公里阵列射电望远镜(SKA)首台天线(SKA-P)出厂启动。这标志着我国为国际大科学工程SKA成功提供天线解决方案,在SKA核心设备研发中开始发挥引领和主导作用。

SKA被誉为“地球之眼”,由全球多个国家出资共同建造,总接收面积达1平方公里,相当于140个足球场大。它分布于澳大利亚、南非及非洲南部8个国家的无线电宁静区域,在约3000公里的广袤荒野中,将建设2500面15米口径反射面天线。其建成后,将成为地球上最大、最先进的科学设施,比目前最大的射电望远镜阵列——美国EVLA的灵敏度提高50倍、巡天速度提高10000倍。届时,人类将有望揭示宇宙黎明和生命摇篮等科学之谜。

此次亮相的SKA-P由中国电科54所主导研发,是SKA项目中最主要、最核心的部分。随着一声“启动”令下,在10米高的底座上,它就像一只机敏灵活的“眼眸”,俯仰之间,从15°到90°缓缓扫过天际;水平转动,可左右270°从容巡视天空。

这只“眼眸”十分精密。它包含主副两个反射面,主反射面是一个15米×20米的长六边形,面积达235平方米,超过半个篮球场大,由66块曲率各不相同、边长约3米的三角型面板拼装而成,单块三角型面板精度可达0.1毫米。这只“眼眸”十分灵敏。在重力、温度和风载荷影响下,其俯仰工作范围内,主反射面的精度可达0.5毫米,副反射面精度可达0.2毫米。同时,它还采用高电磁屏蔽天线座架设计,能使天线更加专注地观测星空。

为让“视力”更敏锐,这只“眼眸”还采用了全数字高精度伺服驱动控制系统、高精度座架和天线结构的保型设计,可实现千分之三度的高指向精度。同时,分布在3000公里范围内的几千面天线能同步对准同一观测目标,并持续同步跟踪观测,真正做到了“步调一致听指挥”。

首台天线启动预示着SKA即将进入建设阶段。据悉,接下来,SKA将先投入6.75亿欧元、用3年左右时间建成133台天线进行试观测,为后期大批量生产奠定工程技术、经费和科学观测基础。预计到2020年,SKA将全面开工建设。

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