12月5—6日，在遙遠的南半球，平方公里陣列射電望遠鏡（以下簡稱SKA）中頻和低頻陣列的核心建設任務分別在南非和澳大利亞啟動。

國際大科學工程SKA是由全球多國合資建造和運行的世界最大規(guī)模綜合孔徑射電望遠鏡，總部設在英國，望遠鏡臺址位于南非和澳大利亞。其最終建設規(guī)劃的接收面積達一平方公里，為人類認知宇宙提供重大機遇。

中國是平方公里陣列天文臺（SKAO）創(chuàng)始成員國，科技部部長王志剛受邀在SKA建設啟動儀式上視頻致辭。“SKA建設啟動儀式是SKAO發(fā)展歷程中具有里程碑意義的重要事件，是SKAO各方長期參與和共同努力的標志性成果。SKA天文臺的16個成員國來自南北兩個半球和亞、歐、非三個大洲，世界多國廣泛參與，凸顯了SKA項目的全球性，樹立了多邊國際科技合作的典范?！蓖踔緞傉f。

積極參與SKA籌建工作

SKA是由大量小型射電天線構成綿延至上千公里的綜合孔徑陣列，集大視場、高靈敏度、高分辨率、寬頻率范圍等卓越性能于一身，其科學研究目標包括第一代天體如何形成、星系形成與演化、暗能量性質(zhì)、宇宙磁場、引力本質(zhì)、生命分子與地外文明等。

業(yè)界普遍認為，上述任何一個問題的突破，都將是自然科學的重大突破。其革命性設計也意味著難以想象的超大信息量和數(shù)據(jù)量，顛覆了射電天文學的傳統(tǒng)研究手段，給射電天文學創(chuàng)新研究帶來全新理念。

作為SKA的發(fā)起者、倡導者、研制者，中國是SKA建設中不可或缺的重要力量。2019年3月，科技部代表中國政府在意大利羅馬簽署《成立平方公里陣列天文臺公約》（以下簡稱《公約》）加入SKA第一階段，與澳大利亞、意大利、荷蘭、葡萄牙、南非、英國等國家共同成為SKAO國際組織的創(chuàng)始成員國；同期，國務院批準科技部設立SKA專項。根據(jù)《公約》，自2021年6月26日起，我國正式成為平方公里陣列天文臺成員國，中國參與SKA進入全新階段。

事實上，中國參與SKA建設的工作可以追溯到更早。據(jù)介紹，自2013年起，中國與十余個國家的優(yōu)勢科研單位組建國際工作包聯(lián)盟，共同參與SKA建設準備階段設計研發(fā)工作。經(jīng)過多年技術攻關，我國部分研發(fā)團隊實現(xiàn)了技術上從跟跑、并跑向領跑的跨越，2017年成功當選中頻天線國際工作包聯(lián)盟主席，同時參與了低頻孔徑陣列、信號與數(shù)據(jù)傳輸、科學數(shù)據(jù)處理等國際工作包的研發(fā)工作。

中國智慧 讓SKA看得更遠更清

中頻天線結構是SKA中頻陣列的核心設施，直接關系著望遠鏡觀測的靈敏度和精度。

12月2日，科技部與SKAO國際組織聯(lián)合舉辦SKA中頻天線結構實物貢獻協(xié)議線上簽署儀式，這是SKAO目前最大的單筆實物貢獻采購任務，也是中方參與SKA工作的又一里程碑進展，為建成SKA這一世界上最大的射電天文望遠鏡邁出了堅實的一步。

“此次簽約的64套中頻天線是SKA中頻天線陣列的重要組成部分。中頻天線陣列是SKA建設中投資最大的一個工作包，它頻帶覆蓋最寬，建成后，能夠觀測的范圍更廣?！敝袊娮涌萍技瘓F公司網(wǎng)絡通信研究院（中國電子科技集團公司第五十四研究所）SKA中頻天線項目總設計師杜彪說。

杜彪介紹，分辨率、靈敏度和巡天速度是射電望遠鏡的三個關鍵指標，如果說靈敏度意味著宇宙中極其微弱的信號能不能被“看到”，那么，分辨率則意味著這些微弱信號能否被“看得清楚”，巡天速度則與觀測天區(qū)的效率息息相關。這就對天線面形精度、波束變形、指向精度、電磁兼容性等方面都提出了嚴苛的要求，是射電天文界對全世界工業(yè)界現(xiàn)有設計與工程實踐提出的巨大挑戰(zhàn)。

杜彪表示，與現(xiàn)有相同工作頻段的最先進的望遠鏡相比，SKA中頻天線在上述方面都將取得巨大進步。與美國Karl G. Jansky超大陣列（JVLA）望遠鏡相比，SKA中頻天線陣列將具有其四倍的分辨率，五倍的靈敏度，以及60倍的巡天速度?！拔覀儗⒗^續(xù)努力，不斷追求更高的指標，讓SKA‘看’得更遠，‘看’得更清楚?！?/p>

確立國內(nèi)“2+1”科學目標

國際大科學計劃和大科學工程是基礎研究在科學前沿領域的全方位拓展，是人類開拓知識前沿、探索未知世界和解決全球性重大問題的重要手段。

SKA1（SKA第一階段）的首要科學目標是揭示宇宙中誕生的第一批發(fā)光天體，以及脈沖星搜尋和引力理論檢驗。這將帶來革命性的科學發(fā)現(xiàn)，顛覆人類對宇宙的認識。基于國際上對于SKA未來科學研究方向的布局，結合國內(nèi)射電天文領域研究基礎，國內(nèi)逐步確立了中國SKA“2+1”科學目標和“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略，選定“宇宙黎明和再電離探測”和“脈沖星搜尋、測時和引力理論檢驗”為重點方向，其他優(yōu)勢領域為特色方向，并于2020年啟動了SKA專項首批7個國內(nèi)配套研發(fā)項目。

國家遙感中心（SKA辦公室）主任趙靜表示，值得一提的是，近年來，科技部依托SKA專項，先后啟動三批研究任務，加快能力建設。中國科學家與國際同行合作利用FAST、MWA、ASKAP、MeerKAT等先導設施，在脈沖星、快速射電暴、宇宙磁場等領域產(chǎn)出多項研究成果。

“面向未來，我們將進一步融入全球SKA創(chuàng)新網(wǎng)絡，持續(xù)貢獻中國力量，與國際同行攜手推動SKA各項目標實現(xiàn)?！壁w靜說。

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