重磅！人類有史以來最大天文設備迎最新進展，中國主導！
來源：來點科學 ID：zqbscience
作為人類有史以來建造的最龐大天文設備，國際大科學工程「平方公里陣列射電望遠鏡」（SKA）終於迎來又一里程碑式進展。
今天下午，該望遠鏡首台天線在位於河北石家莊的中國電科第五十四所工程現場正式「出爐」，標誌著這個大科學工程即將進入實質性建設階段。
SKA是由全球10多個國家100多個科研機構的天文學家和工程師參與計劃建造，其台址位於澳大利亞、南非及南部非洲8個國家的無線電寧靜區域，接收面積約1平方公里，建成後將比目前最大的射電望遠鏡陣列提高約50倍。
中國是SKA的創始國和正式成員國之一。
科技部國際合作司司長葉冬柏說，SKA由十多個國家的科學與技術人員共同參與和協作建造、共同運行和管理，將是超越國界的全球大科學裝置。這也是我國繼參與熱核聚變項目之後，參與的第二個國際大科學工程，中方將用中國方案、中國技術、中國智慧為解決人類共同關注的問題而做出我們的貢獻。
中國為人類最大天文設備造「耳朵」
「好一隻大『耳朵』！」
走近世界最大射電望遠鏡陣的第一台天線，不少人發出這樣的驚呼，天線主反射面一襲白裝，由66塊鋁製面板組成，加上底座，整個天線足有7層樓之高。
今天下午，這隻大「耳朵」啟動後，開始轉動反射體，俯仰之間，從15°到90°，緩緩掃過天際，水平轉動，左右270°，從容巡視天空——這，是它的第一次正式亮相。
該天線由中國電科54所和中科院國家天文台主導研製。科技部副部長黃衛今天表示，全球多國正在聯合打造人類有史以來最龐大天文設備，中國不僅是其重要的成員國和首倡國之一，還貢獻出了第一台天線，為整個設備的建造「打響」頭炮。
究竟多大的科學工程需要10個國家聯合打造
這台天文設備的全稱是平方公里陣列射電望遠鏡，英文簡稱是SKA。之所以如此命名，是因為組成陣列的射電望遠鏡總接收面積達「一平方公里」,相當於140個足球場大。
SKA天線工作包聯盟主席、中國電科SKA辦公室副主任、54所專家王楓告訴記者，SKA的建設將為現有工程技術和研發水平帶來質的飛躍，甚至顛覆人類對宇宙和基本物理定律的理解。
SKA總幹事、射電天文學家菲利普?戴蒙德打過一個形象的比方：一片雪花掉落地面時產生的能量，超過了迄今為止射電天文領域接收到的所有能量——這讓我們了解到這些射電信號有多麼微弱，以及為了「拾取」這些信號，我們的系統需要有多麼的敏銳。
他說，要「聽到」這些微弱的信號，科學家需要一個巨大的接收面積。按照規劃，SKA選址在澳大利亞、南非及非洲南部8個國家的無線電寧靜區域,在約3000公里的廣袤荒野中，將建設2500面15米口徑反射面天線。
王楓說，基線越大，望遠鏡的解析度越高，觀測就越精細，「繪製」的宇宙「圖景」也更有價值。SKA最長基線距離是3000公里，橫跨兩個大陸，更讓人期待。
按照規劃，SKA將比目前最大的射電望遠鏡陣列——美國EVLA的靈敏度提高50倍，巡天速度提高10000倍。菲利普?戴蒙德表示，建成後的SKA，其性能將在本世紀至少保持30-50年的領先地位。
當然，如此龐大的項目，非一國之力可以完成。正如黃衛所說，作為一項長期複雜的大科學工程，SKA的建設和運行需要巨大的資金投入和技術支撐，任何國家都難以獨立完成這一巨大的任務。
中國是參與SKA的創始國之一。2011年，7個創始成員國聯合成立了SKA獨立法人機構SKA組織。目前該組織有10個成員國，總部設在英國，尚有多個國家正在申請成為成員國。
一旦建成可搜索外星生命、探尋生命新搖籃
王楓說，靈敏度和巡天速度，是射電望遠鏡非常重要的兩個指標。靈敏度越高，天線「看」得就越遠，探測宇宙的能力就越強；巡天速度越快，天線「掃描」和「觀測」同一天區的速度就越快，天線的工作效率就越高。
可以想像，SKA幾千面天線，從中心向外呈旋臂狀延伸，從空中望去，如同靜靜伏在地球表面的一隻巨大「海星」，延伸著長長的「觸角」，傾聽來自宇宙最深處的聲音。
這些聲音，一旦被數量龐大的反射面天線和其他天線放大，即可進行處理，並轉化為信息，然後進一步轉化為——科學。
黃衛說，作為全球多個國家的科學和技術人員共同參與、協作製造、共同運行和管理的跨國界全球大科學裝置，這不僅僅是人類在21世紀里創造的又一個奇蹟，更是人類共同目標、共同命運的體現，是全世界不同語言、不同民族、不同文化的又一次碰撞與交融，是人類命運共同體在科學上的具體體現。
他說，SKA將為人類認識宇宙提供重要機遇，開啟人類探測宇宙的新紀元。它寄予著人類了解宇宙和生命奧秘的使命，將致力於揭示全球各國和人類共同關心的一些基本問題。
中國電科54所SKA反射面天線總設計師杜彪說，SKA將探測宇宙、星系的起源和演化，尋找更多的星系，探尋孕育生命的新搖籃、搜索外星生命等。
此外，這個大望遠鏡還將致力於揭示和回答關於「基本力」問題。比如，檢驗愛因斯坦的廣義相對論正確與否；探尋宇宙磁場從哪裡來，怎麼演化的。
又一里程碑事件：首個大「耳朵」面世
如今，這個國際大科學工程進入了「關鍵設計評審階段」，菲利普?戴蒙德說，該階段將於今年年底結束，確定望遠鏡的最終設計。
令人欣喜的是，SKA首個仰望星空、機敏靈活的天線今天出爐。這是繼2015年12月「中國提交的天線設計方案，被批准成為SKA後續研發的唯一方案」之後，又一里程碑事件。
事實上，在SKA所有的基礎建設工作任務中，天線工作是其中最主要、最核心的部分。
中國電科總經理劉烈宏說，首台天線的成功研製，標誌著中國在SKA核心設備研發中發揮引領和主導作用，在國際大科學工程中，為世界成功提供「天線解決方案」。
2013年，SKA反射面天線工作包聯盟成立，承接SKA天線工作包相關研製工作,成員包括9個國家的20家研究機構和大學。杜彪告訴記者，SKA反射面天線經歷了從概念天線樣機、初步設計方案、詳細設計方案、首台樣機等幾個研發階段，中國的地位和作用隨之日益提升。
他說，反射面的精度直接影響天線的靈敏度，在重力、溫度和風載荷影響下，首台天線主反射面的精度達到0.5毫米，副反射面精度達0.2毫米，綜合性價比超過目前國際所有同類天線。
而且，這台天線采實現了高電磁屏蔽指標。杜彪說，如果把天線的靈敏度比作「傾聽的能力」，那麼，高電磁屏蔽就是為這隻「耳朵」傾聽宇宙聲音——屏蔽掉電子設備輻射的電磁信號，讓天線更加專註於宇宙目標。
菲利普?戴蒙德今天透露，下一步SKA工程將進入建設階段，其中第一個建設階段項目總投入約6.75億歐元，預計在三年左右建成130多台天線。
未來更加可期。
記者&微信編輯：邱晨輝。
視頻來自SKA、中國電科54所，GIF圖由來點科學公號轉制。
圖片來自SKA、中國電科54所。
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