中国平方公里阵列射电望远镜(SKA)正式启动

2021-09-01 来源:微波射频网综合整理 字号:

8月31日,中国平方公里阵列射电望远镜(SKA)启动大会召开。科技部部长王志刚宣读了《成立平方公里阵列天文台公约》批准书。SKA天文台国际组织总干事、理事会主席和南非高等教育和科学创新部部长以录制视频形式对中国成为SKA天文台成员表示祝贺。会议通报了中国参与SKA各项工作推进情况,发布了《中国SKA白皮书》,介绍了中国参与SKA的发展理念和实践,以及做好SKA履约工作的政策举措。

SKA引领天文学发展

平方公里阵列射电望远镜(Square Kilometre Array, 以下简称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。SKA并非单台望远镜,而是一个望远镜网络,由2500面直径15米的碟形天线以及250组低频和中频孔径阵列组成,因接收总面积约“1平方公里”而得名。SKA将为现阶段的工程技术和研发水平带来质的飞跃。目前,其准备工作及详细设计进展顺利。作为历史上最大的科学工程之一,SKA将汇集世界上最好的科学家、工程师和决策者来共同完成此工程。

SKA集大视场、高灵敏度、高分辨率、宽频率范围等卓越性能于一身,其科学研究目标包括第一代天体如何形成、星系形成与演化、暗能量性质、宇宙磁场、引力本质、生命分子与地外文明等。这其中任何一个问题的突破,都将是自然科学的重大变革。其革命性设计也意味着难以想象的超大信息量和数据量,颠覆了射电天文学的传统研究手段,给射电天文学创新研究带来全新理念。

2021年初,平方公里阵列天文台成立并开始运行,其总部设在英国,望远镜台址位于澳大利亚和南非。今年7月,SKA天文台启动望远镜建设工作,SKA正式步入建设阶段。

中国SKA首席科学家武向平院士介绍, 中国射电天文学的战略是,国内是立足单口径FAST,国际则是参与干涉阵列SKA。而SKA1(SKA第一阶段)的首要科学目标是揭示宇宙中诞生的第一批发光天体,以及脉冲星搜寻和引力理论检验。

中国是SKA重要力量

作为SKA的发起者、倡导者、研制者,中国是SKA建设中不可或缺的重要力量。SKA是继国际热核聚变实验堆(ITER)之后,中国参与的第二个国际大科学工程。我国自2012年就已通过广泛国际合作深度参与SKA的关键技术研发、核心设备研制和科学问题研究,充分展现了科技创新能力,在SKA各项事务中发挥了积极作用,兑现了中方参加建设准备阶段所作各项承诺。

2019年3月,科技部代表中国政府在意大利罗马签署《成立平方公里阵列天文台公约》(以下简称《公约》)加入SKA第一阶段,与澳大利亚、意大利、荷兰、葡萄牙、南非、英国等国家共同成为SKA天文台国际组织的创始成员国;同期,国务院批准科技部设立SKA专项。2021年4月,第十三届全国人民代表大会常务委员会第二十八次会议批准《公约》,习近平主席签署了批准书。根据《公约》, 自2021年6月26日起我国正式成为平方公里阵列天文台成员国,中国参与SKA进入全新阶段。

2018年2月6日下午,SKA首台天线样机在河北石家庄正式启动。这是SKA首台天线样机的正面(左)、侧面(中)和背面(拼版照片)。新华社记者 牟宇 摄

确立“2+1”科学目标

基于国际上对于SKA未来科学研究方向的布局,结合国内射电天文领域研究基础,我国逐步确立了中国SKA“2+1”科学目标。选定“利用中性氢探测宇宙黎明和再电离、通过脉冲星探测引力波及精确检验广义相对论”为重点方向,其他优势领域为特色方向,并于2020年启动了SKA专项首批7个国内配套研发项目。

中国SKA首席科学家、中国科学院院士院士介绍,中国射电天文学的战略是:国内是立足单口径FAST,国际则是参与干涉阵列SKA。而SKA1(SKA第一阶段)的首要科学目标是揭示宇宙中诞生的第一批发光天体,以及脉冲星搜寻和引力理论检验。他说,SKA1将带来革命性的科学发现,颠覆我们对宇宙的认识。但目前中国SKA科学的最大挑战,是如何把观测数据转化为科学发现。

科技部部长王志刚在会上宣读了公约批准书。他说:“批准书代表了中国对参与SKA国际大科学工程作出的最高承诺,中国将做好参与SKA的各项履约工作,与各成员国一道共商共建SKA。”

王志刚表示,国际大科学计划和大科学工程,已成为世界科技创新领域重要的全球公共产品和提升本国创新能力的重要合作平台,我们要充分把握参与SKA的绝佳机会,不断提升国内相关领域研究能力,积累国际大科学工作管理经验,加强与国际科学界同行交流合作,努力在国际重大科技议题和规则的倡导、推动和制定等方面多做高水平的工作,为推动国际社会科技创新发展作出应有贡献。

大会还提出中国参与SKA科学研究“三步走”战略:在望远镜建成前,科学练兵准备,培养一批阵列式射电望远镜观测技术和数据处理人才;在望远镜初步建成的调试期和试用期,在部分优势方向提出被国际同行接纳的SKA项目建议;在望远镜正式运行后,能够领衔SKA部分科学任务,争取在个别领域形成领跑态势。

关于平方公里阵列射电望远镜

平方公里射电阵计划始于1993年,项目预计于2024年前后完工,但真正投入使用还要等到2030年底。

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