世界最大射電望遠鏡陣首臺天線“出爐”
中國為又一項國際大科學工程“打響”頭炮
“好一只大‘耳朵’！”
走近世界最大射電望遠鏡陣的第一臺天線，不少人發出這樣的驚呼，天線主反射面一襲白裝，由66塊鋁制面板組成。加上底座，整個天線足有7層樓之高。
2月6日下午，這只大“耳朵”啟動后，開始轉動反射體。俯仰之間，緩緩掃過天際，從容巡視天空——這是它的第一次正式亮相。
該天線由中國電子科技集團公司54所和中國科學院國家天文臺主導研制�？萍疾扛辈块L黃衛2月6日表示，在全球多國正在聯合打造的人類有史以來最龐大的天文設備中，中國制造了首臺天線，為整個設備的建造“打響”了頭炮。
10個國家聯合打造的大工程
這個最龐大的天文設備全稱是“平方公里陣列射電望遠鏡”(SKA)。建成后，SKA總接收面積將達“一平方公里”，相當于140個足球場大。
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。中國是參與SKA的創始國之一�？萍疾繃H合作司司長葉冬柏表示，SKA是我國繼熱核聚變項目之后，參與的第二個國際大科學工程。
SKA總干事、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么微弱，以及為了“拾取”這些信號，我們的系統需要有多么敏銳。
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，將在約3000平方公里的廣袤荒野中，建設2500面15米口徑反射面天線。
SKA天線工作包聯盟主席、中國電科SKA辦公室副主任、54所專家王楓說，基線越大，望遠鏡的分辨率越高，觀測就越精細，“繪制”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。
“中國智造”首臺天線
2月6日，SKA首個仰望星空、機敏靈活的天線“出爐”。這是繼2015年12月“中國提交的天線設計方案，被批準成為SKA后續研發的唯一方案”之后，又一里程碑事件。
在SKA所有的基礎建設工作任務中，天線工作是最主要、最核心的部分。中國電科總經理劉烈宏說，首臺天線的成功研制標志著中國在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”。
54所SKA反射面天線總設計師杜彪告訴記者，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、首臺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，首臺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。
這臺天線還實現了高電磁屏蔽，為這只“耳朵”傾聽宇宙聲音屏蔽掉電子設備輻射的電磁信號，讓它更加專注于宇宙目標。
王楓告訴記者，通過技術攻關，這臺天線的重量只有以往同類天線重量的2/3，降低了建設成本，提高了建設效率，為未來SKA項目的順利實施奠定了良好的基礎。
建成后可搜索外星生命
王楓介紹，靈敏度和巡天速度是射電望遠鏡兩個非常重要的指標。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。按照規劃，SKA的靈敏度將比目前最大的射電望遠鏡陣列——美國EVLA提高50倍，巡天速度提高1萬倍。
黃衛說，作為全球多個國家的科學技術人員共同參與、協作制造、共同運行和管理的跨國界全球大科學裝置，SKA不僅將是人類在21世紀里創造的又一個奇跡，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。它被寄予人類了解宇宙和生命奧秘的希望，將致力于揭示人類共同關心的一些基本問題。
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。
這個大望遠鏡還將致力于揭示和回答關于“基本力”問題。比如，檢驗愛因斯坦的廣義相對論正確與否，探尋宇宙磁場是從哪里來的，是怎么演化的。
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3年左右建成130多臺天線。
本報石家莊2月6日電
中國青年報·中青在線記者邱晨輝
