中国为世界最大射电望远镜造天线样机 外媒:向科技大国迈进

2019年10月22日21:32:38中国为世界最大射电望远镜造天线样机 外媒:向科技大国迈进已关闭评论 105 views

​​参考消息网2月8日报道英媒称,中国研究机构制造出了首台天线样机,后者将被用于世界上最大的射电望远镜。该望远镜将装备阵容庞大的天线,在南非和澳大利亚的偏远地区收集来自太空的无线电信号。

据英国《金融时报》网站2月6日报道,平方公里阵列射电望远镜(简称SKA)的这个15米口径天线样机是由中国电子科技集团公司第五十四研究所主导研发的。

一旦建成,SKA将有大约200个类似于中国这台样机的天线架设在南非,还有13万个口径小得多的天线在澳大利亚以不同的无线电频率运作。

报道称,它们将为天文学家提供迄今为止性能最强大的天文设备,来探索关于宇宙大爆炸后首批星系和恒星如何形成之类的未解之谜,同时探测外层空间深处的智慧生命迹象。

报道称,对中国来说,在其崛起成为世界科学大国的过程中,这个项目具有里程碑意义,也能为它赢得参与跨国合作项目的声誉。中国是参与SKA项目的10个国家之一。

中国科技部副部长黄卫近日在SKA首台天线样机出厂仪式上表示:“它展现了中国智慧,代表了中国政府持续参与国际大科学工程的决心。”

SKA天线项目经理马克·哈曼表示:“我们的中国合作伙伴拥有非常充足的资源。他们已经证明了自己有足够的技术和能力来建造规格符合SKA要求的望远镜。”

报道称,近年来,中国将大量国家资金投入到科研和技术创新上来。与此同时,它也在努力建设自己的科学基础设施。

2016年,中国在贵州省建成了一台在SKA项目完成前世界性能最强大的射电望远镜。与SKA的分布式多天线设计不同,贵州的那台射电望远镜只有一个巨大的天线,口径达500米。

报道称,SKA项目的融资模式是,各国根据自己的科研实力和预期回报来出资。一国出资越多,它能获得的采购合同和研究机会也就越多。中国已经非正式同意承担SKA项目大约8%的成本,但它可能会提高出资比例。据估计,SKA望远镜最终的造价将达到数十亿美元。

不管其出资多少,每个成员国都将拥有SKA项目相关设计和制造的知识产权。这其中尤为吸引人的是被开发用来支持SKA望远镜的大数据存储和传输技术的商业应用。一旦全面运行,SKA将需要传输速度远超现有水平的数据链接。

报道称,另外,SKA项目的成员国正在积极申建超级计算研究中心,那里的研究人员将能够访问SKA望远镜收集的无线电信号数据。上海天文台和中国科学院正与有关方面磋商在中国建一个超级计算研究中心。美国在2011年退出了SKA组织,所以没有资格建设这样的超算中心。SKA组织的总部位于英国曼彻斯特的乔徳雷尔班克天文台。

中国拥有低廉的劳动力和运输成本,它也愿意投资此类制造工具,这最终让中国在制造SKA天线样机的角逐当中胜出。这些天线将采用来自意大利和德国以及中国的零部件。

报道称,中国电子科技集团第五十四研究所希望制造许多台SKA天线。SKA卫星工程师威廉·埃斯特赫伊塞说:“中国能比其他国家更高效地制造这些天线,其他任何国家都很难完成。”(编译/杨雪蕾)

中国为世界最大射电望远镜造天线样机 外媒:向科技大国迈进

2018年2月6日拍摄的SKA——平方公里阵列射电望远镜首台天线样机。新华社记者 牟宇 摄

【延伸阅读】SKA国际大科学工程最核心工作单元设计方案花落中国

中新网北京11月20日电 (李晓辉 张素)记者20日从中国电子科技集团公司获悉,在加拿大召开的SKA国际大科学工程(平方公里阵列射电望远镜,简称SKA)天线工作包联盟董事会会议上,中方提交的SKA天线设计方案通过批准,成为该工程后续天线工作包唯一研发方案。

SKA始于上世纪90年代初,全球约有20个国家上百个科研机构的天文学家和工程师参与SKA研究。

SKA拟由约3300面15米口径反射面天线、250个直径约60米的致密孔径阵列及250个直径180米的稀疏孔径阵列组成,分布在3000公里范围形成望远镜阵列。

SKA使用的光纤可以绕地球两周,每天产生的数据量预计是全球互联网流量的10倍。它将成为世界上最大的综合孔径射电天文望远镜,比现有地面最大的射电望远镜阵列EVLA的灵敏度提高50倍,巡天速度提高10000倍,可以探测到50光年外行星的信号,将为人类认知宇宙提供重大机遇。

SKA工程已选址在南非(以及非洲八国)和澳大利亚两国的荒野中建设,总部设在英国,并将在各大洲设科学分中心。为便于SKA的研发建设,由中,英,澳等七国发起成立了SKA组织(简称SKAO),目前共有11个成员国。

建成后的SKA将致力于回答宇宙的一些基本问题,比如起源问题,它还会探讨宇宙学与星系演化,特别是星系形成、暗能量的基本性质,开展宇宙黑暗时期探测,寻找孕育生命的摇篮,探测外星生命;此外还会致力于探索宇宙间的基本力问题,检验爱因斯坦的相对论等理论是否正确,探索宇宙磁场的起源和演化。

SKA项目包含基础建设等在内的11个工作包,中国参与了其中6个工作包的研发。SKA天线项目总设计师、中国电科54所首席专家杜彪介绍,“在SKA的11个工作包里,天线工作包是其中最主要、最核心的部分,在70MHz-20GHz的SKA观测频谱中,占据从350MHz-20GHz的观测频谱。15米口径反射面天线的单价在一百万欧元左右,其资金占项目总投入的20%以上。”

杜彪说,“中国电科所跟踪和参与SKA天线领域的国际合作已有8年时间。目前,南非的MeerKAT厘米波射电望远镜和澳大利亚的ASKAP平方公里阵列射电望远镜都已成为SKA的重要组成部分。在澳大利亚ASKAP的研发和建设中,中国电科积累了丰富的经验。我们的天线设计方案最终通过评审,意义重大,这标志着中国在天线领域的技术水平得到了国际同行的普遍认可。”

天线设计方案通过以后,计划到2017年,中国电科将根据设计方案,研发并制造出一个15米口径的双偏置格利高利天线正样样机并经过测试验证,为进入SKA1阶段正式建造天线打好基础。

杜彪介绍,为了拿下SKA天线的设计方案,项目团队付出了艰辛的努力。2014年,团队在短短8个月的时间里,设计、制造出了SKA天线的概念样机DVAC(SKA中国验证天线),得到了国际同行的一致好评。概念样机突破了天线性能精确分析、天线机电一体化设计研究、宽带馈源技术、大尺寸面板整体成型技术等关键技术。其中,面形精度小于1毫米的18m×15m碳纤维整体成型主反射面面板的成功研制,使中国成为国际上仅有的两个掌握这种创新技术的国家之一。

“SKAO总干事Philip Diamond到中国电科视察DVAC的时候,对我们在如此短的时间里完成研制留下了深刻印象,并大大赞誉其中体现出来的‘中国速度’,因为加拿大NRC研制的DVA1概念样机,从设计到制造,用了将近10年的时间。在概念样机的基础上,我们根据新需求,进行了刻苦攻关,拿出了全新的天线设计方案,并最终击败了加拿大NRC,成为SKA后续研发的唯一设计方案。”

“中国拿下SKA天线设计方案,充分体现了中国高新企业在国际大科学工程中的技术实力和创新能力,是由中国制造向中国创造转变迈出的一步”,SKA中国工业界联络人、中国电科54所所长助理王枫说。(完)

(2015-11-20 19:26:02)

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