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平方千米阵SKA:平方千米阵列射电望远镜SKAO将至

2021-02-22 12:00 硅谷网   

据国外媒体报道,平方千米阵列射电望远镜(缩写为“SKAO”)项目的第一个理事会会议已经定下计划,将在未来十年,在地球上组建最大规模的望远镜。项目成员国也已经批准了数千页的文件,内容涉及供电、开设银行账户以及和工业承包商合作等方方面面。

平方千米阵(简称“SKA”)望远镜将包含大量无线电接收机阵列。这些阵列分别位于南非和澳大利亚。阵列的分辨率和灵敏度,以及出色的计算支持,将帮助天文学家解决当今物理学中的一些最基本问题。

比如,宇宙中的第一代恒星是如何发出光芒的?“暗能量”到底是什么?这种神秘的能量形式似乎正使得我们的宇宙在加速膨胀。当然,还有最基本的问题:是否存在外星文明?SKA的灵敏度前所未有,将有能力接收到任何的地外信号传输。

新望远镜得以实现的一个最重要国际条约已于上个月生效。条约生效之后,首届理事会会议(因疫情缘故改为在线会议)终于能够推进这项酝酿了三十年之久的大规模项目。

SAKO项目的创始局长菲尔·戴蒙德教授说:“我相信,这次的理事会会议标志着望远镜的诞生。”

戴蒙德教授说:“英国批准了我们的条约之后,我们其实已经于1月15日成为法人实体。但是,当时我们仍是空船一艘。首届理事会会议的召开,仿佛摁下了启动按钮,让我们可以开始往这艘大船里填东西。”

理事会会议已经批准了一系列政策、法规和程序,以建设望远镜。当然,接下来的关键一步是制造望远镜。项目组预期将于7月份开始向业界发出投标邀请,预期年底可以进行奠基仪式。

平方千米阵SKA:平方千米阵列射电望远镜SKAO将至

望远镜的选址位于南非北开普省卡鲁盆地和西澳大利亚默奇森的荒无人烟之地。望远镜将采用反射面天线和偶极天线。反射面天线也叫碟状天线,像一个“大碗”,而偶极天线的样子和老式电视的天线有点类似。

项目的目的是建设一个有效接收面积可以达到大约1平方公里的望远镜阵列。该系统的接收能力可以覆盖从50MHz到(最终的)25GHz频段。换成波长的话,即该系统可覆盖从厘米到米的波长。

凭借设计好的灵敏度,SKA望远镜将能够检测到地球几十亿光年外传来的极微弱无线电信号,其中包括宇宙大爆炸之后的最初几亿年中第一代星系和恒星形成时发出的信号。

SKAO理事会主席凯瑟琳·塞萨尔斯基博士说:“我们正进入一个新时代,我们的巨型望远镜在未来几十年将协同工作,以探索宇宙奥秘。在这背后,是全世界许多人许多年的努力。”

英国SKA科学委员会成员、杜伦大学的博士利亚·莫拉比托说:“这是建成SKA并将其投入使用之过程中的历史性一步。过去一年,全球充满了不确定性。但是,这历史性的一步正鼓励我们将目光投向SKA那振奋人心的未来。”

刚刚举行的理事会会议由已经通过了SKA条约的几个国家牵头,其中包括望远镜的两个选址国家澳大利亚和南非;意大利、荷兰和葡萄牙;以及作为项目组织总部的英国,总部办公室位于著名的卓尔班克天文台。

与会的有来自加拿大、中国、法国、德国、印度、日本、韩国、西班牙、瑞典和瑞士的代表。现阶段,这些代表以观察员身份参加会议,因为这些国家尚未正式通过条约。但是所有代表均有望在适当时机通过条约。

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未来十年,SKA的建设和运营大约耗资20亿欧元(约24亿美元)。

戴蒙德教授解释说:“我们预期建成SKA大约需要7到8年时间;我们已经在计划时间表中安排了18个月的额外时间,用以应对意外情况的发生,直到整个项目建设完成。”

他继续说:“但是,因为这是干涉阵列——碟状天线阵列,一旦我们先造出其中的一部分,我们希望可以开展一些早期的科学研究,因为科学界还不是很清楚如何使用这个望远镜。务实点说,可能需要四到五年时间,我们才能使用这些天线。”

和许多大型天文设施一样,SKA项目也对目前正在大规模部署的通信卫星提出顾虑。

对于光学望远镜而言,视场范围内经过的航天器会在望远镜成像上留下条纹痕迹。而对于SKA这一类的射电望远镜,卫星的下行链路传输可能会对望远镜造成干扰。

戴蒙德教授说,他很高兴看到卫星公司正在积极解决天文学家的顾虑。在这些卫星公司中,SpaceX已经发射了一千多颗通信卫星,另一家公司OneWeb计划在未来一年半时间里部署大约五百多颗通信卫星。

戴蒙德教授说:“之前,OneWeb因为濒临破产,我们很难跟那家公司的任何人说上话。但是自从破产危机解决后,我们可以再次与他们建立沟通。我们一直与业界保持着紧密合作,通过签订保密协议,我们可以了解他们的技术计划和规范,进而我们可以提出方案,最小化卫星的影响。”

 

责任编辑: 3976DBC

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