用科技力量推动中非科技合作迈上新台阶 | 大科学工程

2018年7月25日05:57:31来源:中国电科用科技力量推动中非科技合作迈上新台阶 | 大科学工程已关闭评论528 views 1735字阅读5分47秒

近日,国家主席习近平对阿联酋、塞内加尔、卢旺达和南非进行国事访问。为庆祝中南建交20周年,“中南科技创新合作成果图片展”和“中南科学家高级别对话会”两场重大科技创新主题活动即将举行。双方科技界人士表示,期待并相信习近平主席对南非的访问将推动双方科技合作迈上新台阶,让科技创新为中南共同发展注入强劲动力,让中非互利合作与南南合作展现新风貌。

据《人民日报》24日报道,由中国、南非等11个国家组成的国际联盟联合参建的SKA国际大科学工程,近日也取得新进展。南非已经完成了SKA一期工程中64面天线阵列的制造,今年2月,由中国电科网络通信子集团54所出厂了首台天线样机。这些望远镜初试锋芒,近期观察到一颗磁星的罕见爆发。用科技力量推动中非科技合作迈上新台阶 | 大科学工程

在SKA项目上,南非科技部总司长表示,中国出色的制造和技术能力为科学家们提供支撑,为项目快速推进起到了重要作用。对于这一国际大科学工程,中国电科发挥了重要的作用,下面就跟随小推一起走近SKA的“前世今生”。

SKA是国际天文界计划建造的世界最大综合孔径射电望远镜,也是人类有史以来建造的最庞大天文设备,由全球多个国家出资建造。作为参与SKA项目的创始国之一,中国自2013年以来,与国际伙伴一起历时5年,通过国际大协作共同完成了SKA天线的研发工作。

中国共承担了SKA11个工作包中的6个工作包研发工作。其中,在11个同级别工作包中所占比重最大的天线工作包任务,由中国电科网络通信子集团54所承担。此外,中国电科博微子集团38所还承担了低频阵列孔径、中频阵列孔径工作包的研制任务。用科技力量推动中非科技合作迈上新台阶 | 大科学工程

中国电科高度重视SKA项目,专门成立SKA项目领导小组及办公室,从集团层面协调推进SKA相关工作。网络通信子集团54所、博微子集团38所、32所等多家单位参与了SKA工作。2015年11月,经过SKA天线工作包联盟和SKA组织的国际专家评审,网络通信子集团54所提交的SKA天线初步设计方案,成为SKA后续研发的唯一设计方案,标志着中国开始在国际大科学工程中发挥引领作用;2017年10月,中国电科SKA办公室副主任王枫当选联盟新主席,网络通信子集团54所和国家天文台共同组建的射电天文技术联合实验室成为SKA天线工作包联盟牵头单位,实现了中国首次牵头国际大科学工程核心工作包。2018年2月,中国电科研制的首台天线(SKA-P)在石家庄正式发布,标志着中国在SKA核心设备研发中发挥引领和主导作用,在国际大科学工程中,为世界成功提供天线解决方案。

SKA-P的面世,经历了概念天线研制、初步设计方案、详细设计方案、首台样机等多个研发阶段,在多个领域的综合性能实现了全球领先。

SKA-P包含主副两个反射面,主反射面是一个15×20米的长六边形,由66块曲率各不相同、边长约3米的三角型面板拼装而成,面积达235平方米,超过半个篮球场大,而单块三角型面板的精度保持在0.1毫米。

反射面的精度直接影响天线的灵敏度。在重力、温度和风力影响下,在其俯仰工作范围内,SKA-P主反射面的精度高达0.5毫米,副反射面精度达0.2毫米,综合性价比超过目前所有同类天线。同时,它采用高电磁屏蔽天线座架设计,实现了160dB的高电磁屏蔽指标。如果把天线的灵敏度比作“倾听的能力”,那么,高电磁屏蔽则是为天线屏蔽掉了电子设备辐射的电磁信号干扰,让“耳朵”更加专注于倾听宇宙的声音。

SKA-P采用全数字高精度伺服驱动控制系统、高精度座架和天线结构保型设计,实现了千分之三度的高指向精度,当接收到观测指令时,它能精确地指向待测目标。同时,分布在3000公里范围的几千面天线要同步对准同一观测目标,并持续同步跟踪观测,实现最大的接收效率,SKA-P在设计制造中实现了“步调一致听指挥”的“高指向一致性”。

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此外,在孔径阵列方面,中国电科博微子集团38所攻克了SKA低频孔径阵列射频信号光纤传输、时间同步、幅相校正等关键技术,联合剑桥大学在国际上首次实现SKA多通道数字波束形成,为SKA低频望远镜实现关键技术突破;成功探索出致密孔径阵列全数字、多波束、全空域的数字阵列新体制与技术路径,研制出数模混合波束形成系统关键样件。

相信,未来在中国和南非等国家的共同努力下,SKA工程将绽放出更璀璨的光芒。

记者/王雪姣

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