本報(bào)赴石家莊特派記者 馬俊

人類史上建造的最龐大天文設(shè)備、由十多個(gè)國(guó)家共同參與的“平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡(SKA)”項(xiàng)目，雖然選址確定在自然條件得天獨(dú)厚的澳大利亞等8國(guó)，但該望遠(yuǎn)鏡核心設(shè)備——天線樣機(jī)的研制卻是由中國(guó)主導(dǎo)完成。

2月6日下午，由中國(guó)主導(dǎo)研制的SKA首臺(tái)天線(SKA-P)在中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所(簡(jiǎn)稱54所)啟動(dòng)。據(jù)介紹，這個(gè)龐然大物包含主副兩個(gè)反射面，主反射面是一個(gè)15×20米的長(zhǎng)六邊形，由66塊曲率各不相同、邊長(zhǎng)約3米的三角形面板拼裝而成，面積達(dá)235平方米，超過半個(gè)籃球場(chǎng)大。

《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者注意到，在下達(dá)“啟動(dòng)”指令后，SKA-P在10米高的底座上，緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)反射體，猶如一只機(jī)敏靈活的“大耳朵”，俯仰之間，從15度到90度，緩緩掃過天際；水平轉(zhuǎn)動(dòng)，左右270度，從容巡視天空，標(biāo)志著它的正式面世。

“它的成功研制，標(biāo)志著中國(guó)在SKA核心設(shè)備研發(fā)中發(fā)揮引領(lǐng)和主導(dǎo)作用，在國(guó)際大科學(xué)工程中，為世界成功提供‘天線解決方案?！敝袊?guó)電科總經(jīng)理劉烈宏說。據(jù)介紹，未來將有2500面這樣的反射面天線分布在澳大利亞、南非及非洲南部8個(gè)國(guó)家約3000公里的廣袤荒野中，它們的總接收面積達(dá)1平方公里，相當(dāng)于140個(gè)足球場(chǎng)大小。建成后，SKA將成為地球上最大、最先進(jìn)的科學(xué)設(shè)施，比目前最大的射電望遠(yuǎn)鏡陣列——美國(guó)JVLA的靈敏度提高50倍，巡天速度提高10000倍。據(jù)專家估計(jì)，建成后的SKA，性能在本世紀(jì)至少保持30-50年的領(lǐng)先地位。

這樣的超級(jí)工程，背后的技術(shù)難度可想而知。SKA組織總干事菲利普·戴蒙德介紹說，一片雪花掉落地面時(shí)產(chǎn)生的能量，就超過迄今為止射電天文領(lǐng)域接收到的所有能量。這足以體現(xiàn)來自太空的射電信號(hào)有多么微弱，而要拾取這些信號(hào)，對(duì)設(shè)備的敏銳要求又有多高。

2015年幾經(jīng)評(píng)選，由54所提交的SKA天線初步設(shè)計(jì)方案，成為SKA后續(xù)研發(fā)的唯一設(shè)計(jì)方案，標(biāo)志著中國(guó)開始在SKA天線研發(fā)中發(fā)揮引領(lǐng)作用。據(jù)54所SKA天線總設(shè)計(jì)師杜彪介紹，在重力、溫度和風(fēng)載荷影響下，SKA-P主反射面的精度達(dá)到0.5毫米，副反射面精度達(dá)0.2毫米，綜合性價(jià)比超過目前所有同類天線。同時(shí)，它采用高電磁屏蔽天線座架設(shè)計(jì)，如果把天線的靈敏度比作“傾聽的能力”，那么高電磁屏蔽則是為這只“耳朵”傾聽宇宙聲音，屏蔽掉電子設(shè)備輻射的電磁信號(hào)。

此外，它采用全數(shù)字高精度伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、高精度座架和天線結(jié)構(gòu)的保型設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了千分之三度的高指向精度，當(dāng)接收到觀測(cè)指令時(shí)，它能精確地指向待測(cè)目標(biāo)。同時(shí)，分布在3000公里范圍的幾千面天線要同步對(duì)準(zhǔn)同一觀測(cè)目標(biāo)，并持續(xù)同步跟蹤觀測(cè)，實(shí)現(xiàn)最大的接收效率，SKA-P在設(shè)計(jì)制造中實(shí)現(xiàn)了“步調(diào)一致聽指揮”的“高指向一致性”。

專家認(rèn)為，SKA將為人類認(rèn)識(shí)宇宙提供重要機(jī)遇，開啟人類探測(cè)宇宙的新紀(jì)元。它寄予著人類了解宇宙和生命奧秘的使命，將致力于揭示全球各國(guó)和人類共同關(guān)心的一些基本問題，如將探測(cè)宇宙、星系的起源和演化，尋找更多的星系，探尋孕育生命的新?lián)u籃、搜索外星生命等?！?/p>