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號稱有史以來最龐大天文設備，能給我們帶來什么？

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由我國主導研制的國際大科學工程“平方公里陣列射電望遠鏡”（SKA）首臺天線（SKA－P）今日在中國電子科技集團公司第54研究所啟動 。
下午3點15分， 一聲“啟動”， SKA－P在10米高的底座上， 緩緩轉動反射體， 猶如一只機敏靈活的“大耳朵”， 俯仰之間， 從15°到90°， 緩緩掃過天際；水平轉動， 左右270°， 從容巡視天空 。
“它的成功研制， 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’ 。 ”中國電科總經理劉烈宏說 。

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SKA：人類有史以來建造的最龐大天文設備
SKA始于上世紀九十年代初， 是國際天文界計劃建造的世界最大綜合孔徑射電望遠鏡， 也是人類有史以來建造的最龐大天文設備 。 它是多國合作、共同出資的國際大科學工程 。 全球約20個國家上百個大學和科研機構的天文學家和工程師參與項目研發 。
SKA項目也是繼中國參與熱核聚變項目之后， 參與的第二個國際大科學工程 。
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公里的廣袤荒野中， 建設2500面15米口徑反射面天線 。 組成陣列的射電望遠鏡總接收面積達一平方公里， 相當于140個足球場大 。
“SKA的建設將為現有工程技術和研發水平帶來質的飛躍， 顛覆人類對宇宙和基本物理定律的理解 。 ”SKA天線工作包聯盟主席、中國電科SKA辦公室副主任、54所專家王楓介紹 。
王楓說， 靈敏度和巡天速度是射電望遠鏡非常重要的兩個指標 。 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 。 SKA將成為地球上最大、最先進的科學設施， 比目前最大的射電望遠鏡陣列――美國EVLA的靈敏度提高50倍， 巡天速度提高10000倍 。 據專家估計， 建成后的SKA， 其性能在本世紀至少保持30－50年的領先地位 。
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SKA天線陣列示意圖
SKA－P：綜合性能全球領先的 “大耳朵”
在SKA組織向全球發布的包括基礎建設在內的11個工作包任務中， 天線工作包是其中最主要、最核心的部分 。 在SKA國際大科學工程中， 中國一路從跟跑進入領跑， 最終在激烈的競爭中脫穎而出， 開始為世界提供最核心的“天線解決方案” 。
SKA－P就是中國電子科技集團公司第54研究所歷經五年時間主導研制出的SKA首臺樣機， 在多個領域綜合性能實現全球領先 。
采訪人員從54所了解到， SKA－P是一只“精密”的“耳朵” 。 SKA－P包含主副兩個反射面， 主反射面是一個15×20米的長六邊形， 由66塊曲率各不相同、邊長約3米的三角型面板拼裝而成， 面積達235平方米， 超過半個籃球場大， 而單塊三角型面板僅有0．1毫米的精度 。
它也是一只靈敏的“耳朵” 。 反射面的精度直接影響天線的靈敏度 。 據54所SKA天線總設計師杜彪介紹， 在重力、溫度和風載荷影響下， 在其俯仰工作范圍內， SKA－P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所有同類天線 。 同時， 它采用高電磁屏蔽天線座架設計， 實現了高電磁屏蔽指標 。 如果把天線的靈敏度比作“傾聽的能力”， 那么， 高電磁屏蔽則是為這只“耳朵”傾聽宇宙聲音， 屏蔽掉電子設備輻射的電磁信號， 讓天線更加專注于宇宙目標 。
它還是一只強大的“耳朵” 。 SKA－P采用全數字高精度伺服驅動控制系統、高精度座架和天線結構的保型設計， 實現了千分之三度的高指向精度， 當接收到觀測指令時， 它能精確地指向待測目標 。 同時， 分布在3000公里范圍的幾千面天線要同步對準同一觀測目標， 并持續同步跟蹤觀測， 實現最大的接收效率， SKA－P在設計制造中實現了“步調一致聽指揮”的“高指向一致性” 。
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SKA天線陣列示意圖
SKA－P啟動， SKA工程進入建設階段
王楓介紹， SKA－P啟動后， 下一步， SKA工程將進入建設階段 。
SKA建設包括SKA1和SKA2兩個階段， SKA1建設階段項目總投入約6．74億歐元， 預計在三年左右建成130臺天線， 該階段為試觀測階段， 為SKA2大批量生產奠定工程技術、科學觀測等基礎 。
目前， SKA各成員國正在協商出臺SKA天文臺公約 。 據了解， SKA1建成后， 各成員國可以按照出資情況和貢獻度按比例獲得一定的觀測時間， 可以共享SKA獲得的各項原始數據 。
SKA橫跨兩個大陸， 其最長基線距離是3000公里， 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， 更讓人期待 。
【號稱有史以來最龐大天文設備，能給我們帶來什么？】“它將探測宇宙、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 。 它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；探尋宇宙磁場從哪里來， 怎么演化的 。 ”54所SKA反射面天線總設計師杜彪告訴采訪人員 。
      “SKA‘看’得更遠， ‘看’得更清楚， 必定會發現更多的天外星系， 為人類帶來很多意想不到的科學發現， 一定會極大地推動我國天文、物理及信息技術等相關領域的研究水平， 提高我國在國際上的影響力和地位 。 ”杜彪說 。