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全球最大射电望远镜SKA开建,中国参与设计建造


【文/观察者网 熊超然】当地时间12月5日,平方公里阵列射电望远镜(SKA)正式开始其建设阶段的工作,这一预计将于2028年建成的全球最大规模综合口径射电望远镜项目,被英国广播公司称为“21世纪最伟大的科学项目之一”,也被称为“世界巨眼”。

据悉,这一射电望远镜设施分别位于澳大利亚(低频)和南非(中频),而为其所建立的平方公里阵列天文台(SKAO)政府间国际组织,总部则设在英国。项目建成后,将用于解决天体物理学中的重大问题,比如:不仅会对爱因斯坦所提理论进行精确测试,甚至会搜寻外星球生物。

5日,包括中国和英国在内的8个项目牵头国代表团,在澳大利亚西部默奇森郡和南非北角的卡鲁地区参加了开工仪式。仪式后,项目正式开工。

BBC报道截图

“这是它变成现实的时刻。”SKAO总干事菲利普·戴蒙德教授告诉BBC:“这是一个30年的历程,前10年是关于发展概念和想法,剩下10年是在技术开发,最后10年是关于详细设计、规划场地、让各国政府同意建立SKAO,以及提供启动资金。”

事实上,SKA是计划建造并运行50年的世界最大综合孔径射电望远镜项目,它并非单台望远镜,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。除了澳大利亚和南非外,SKA后续还将在两国及其他非洲国家进行扩建。

根据预计,SKA能够探测到宇宙大爆炸之后第一代恒星和星系形成时发出的电磁波、揭示磁场在恒星和星系演化过程中的作用、探测暗能量产生的种种效应,甚至有人希望能够接受到地外智慧生命发出的无线电信号。

BBC报道指出,SKA迄今为止的总支出略低于5亿欧元(约合人民币36.6亿元),而预计最终建设完成的预算为20亿欧元(约合人民币146.5亿元)。

该项目第一个重要里程碑预计会在2024年到来,届时澳大利亚的4个碟形天线和南非的6个天线站将无缝连接在一起,成为一个射电望远镜雏形。而到2028年,SKA的有效收集面积可能将略低于50万平方米,但此后继续增加,也许会达到人们所希望的100平方米或1平方公里。

南非的MeerKAT射电望远镜是SKA的原型 图片来源:南非射电天文学观测组织

当然,实现这一目标的一种方法就是,越来越多的国家能够加入SKAO,并提供必要的资金支持。

SKAO官网显示,目前有来自16个国家的组织正在政府或国家协调层面参与SKA项目,其中正式成员8个,分别是中国、英国、澳大利亚、意大利、南非、荷兰、葡萄牙和瑞士。法国、德国、西班牙、加拿大、印度、瑞典、韩国和日本为意向成员国。共有来自约20个国家或地区的100个组织参与到SKA的设计和开发当中。

2019年3月12日,中国、英国、澳大利亚、意大利、南非、荷兰、葡萄牙这7个参与该项目的创始成员国,在意大利罗马正式签署SKA天文台公约,建立一个政府间组织(SKAO)来监督该项目运行并正式批准其建设。此后,瑞士也签署批准了该条约。

据报道,在射电望远镜领域,法国、德国和西班牙近期都走上了加入欧盟内部合作的道路,而加拿大、印度、瑞典、韩国和日本则已表示,有意愿在未来某个时候加入正式参加SKA。

据科技部消息,SKA是科技部代表中国政府参加的一项重要国际大科学工程。2022年12月2日,科技部联合SKAO,成功举办SKA中频天线结构实物贡献协议线上签署仪式。在科技部部长王志刚、SKAO理事会主席凯瑟琳·塞萨斯基、中国电子科技集团有限公司董事长陈肇雄、国内和国际同行的共同见证下,国家遥感中心(SKA中国办公室)主任赵静代表中方与SKAO总干事菲利普·戴蒙德教授正式签署SKA中频天线结构实物贡献协议。

图自科技部网站

王志刚部长指出,中国政府始终高度重视科技创新发展,主动融入全球创新网络。SKA中频天线结构实物贡献协议的签署是中方参与SKA工作的又一里程碑进展,为建成SKA这一世界上最大的射电天文望远镜迈出了坚实的一步。中国见证了SKA近三十年的发展历程,中国科研团队自SKA建设准备阶段伊始,就积极参与SKA中频天线工作包的核心技术研发工作。后续中方将一如既往地与SKAO及各参与方通力合作,为积极推进SKA国际大科学工程的建设贡献智慧和力量。

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