探索发现

覆盖3000公里,我国联合数十个国家,在沙漠建设超级工程探寻宇宙

微信扫一扫,分享到朋友圈

覆盖3000公里,我国联合数十个国家,在沙漠建设超级工程探寻宇宙
收藏 0 0

哈喽大家好,在1993年的东京国际无线电科学联盟大会上,包括中国在内的十国天文学家提出,建造新一代射电望远镜。近20年后,由南仁东主持的中国天眼成功面试,瞬间吸引了全球目光,该望远镜直径达到500米,面积相当于30个足球场大小,也是目前全球最大的射电望远镜。比德国的波恩100米望远镜灵敏度高10倍。

覆盖3000公里,我国联合数十个国家,在沙漠建设超级工程探寻宇宙

射电望远镜的主要作用是一探寻地外文明,寻找第一代诞生的天体以及太空天气预报等等。此外,还可服务中国的航天项目工程,进一步提升我国卫星深空轨道测定能力,为嫦娥探月以及未来升空探索提供需求服务。往大了说,射电望远镜是人类未来探索宇宙的必要设备。

不过,随着全球电信号环境恶化,地球通讯能力不断发展,也对射电望远镜捕捉宇宙声音造成极大影响,天眼对于人类而言已经足够大,但面对整个宇宙仍无比渺小。对此,世界各国纷纷联合启动了平方公里射电望远镜计划,简称SKA。作为世界最大综合孔径射电望远镜,SKA与主要由3000多个反射面天线以及100多万个低频天线组成,每个反射面天线直径大约在15米左右,覆盖跨度超过3000公里。

覆盖3000公里,我国联合数十个国家,在沙漠建设超级工程探寻宇宙

同时,SKA的灵敏度也将得到空前提升,比目前全球最大的射电望远镜灵敏度提高约50倍,巡天速度也将提高1万倍,目前国际上的射电望远镜绘制半人马A座星系的图像大约需要1200小时,而有了SKA望远镜头只需要十几分钟左右,澳大利亚首席执行官曾表示,当SKA投用后,人类将进入绘制宇宙地图的全新时代。

此外,还将用于研究宇宙大爆炸、星系演变、暗能量、地外文明搜寻、宇宙磁场研究等天文学和物理学基本问题,与空间站以及核聚变研究一样,SKA作为历史上最大的科学工程之一,将会集世界上最好的科学家以及工程师来共同完成此项工程,目前主要由中国、印度、意大利、英国、澳大利亚等10个创始国以及超过20个国家的100个组织联合设计研发。

覆盖3000公里,我国联合数十个国家,在沙漠建设超级工程探寻宇宙

其中,中国主要负责天线和低中频孔径列阵,信号数据传输等6个项目研发,特别是在核心设备,收发天线的设计中起到了引领与主导作用。

由于整个射电望远镜规模非常庞大,所以在全球采用了两次建设点,初期选举中澳大利亚、南非、中国以及阿根廷4个国家进行了竞争,中国与阿根廷由于地理条件以及电离层不稳定,最终遭到否决,澳大利亚与南非成为候选者。

覆盖3000公里,我国联合数十个国家,在沙漠建设超级工程探寻宇宙

SKA项目负责人表示,望远镜建设最重要的是找到一个受无线电传输干扰极小的地区。其中高中频反射面天线将主要建设在南非高原沙漠为核心的非洲大陆,低频天线将主要建设在澳大利亚莫奇森郡,总部则设立在英国。

那为什么不直接建设一个像天眼一样巨大面积的望远镜呢?英国射电天文台负责人表示,如果将所有反射面天线整合在一起,他的直径将超过100公里。很显然我们无法见到一架口径100公里的望远镜,但可以建造一个望远镜网络,然后将他们连接在一起,达到同样的效果,也就是现在的SKA。

覆盖3000公里,我国联合数十个国家,在沙漠建设超级工程探寻宇宙

不过同样也会面临一个难题。要想将所有反射面天线整合在一起,绝非易事,它们的信号同步精度必须达到10亿分之1秒,所需的光缆数量也是一个惊人数字,就算完成连接工作后,电脑还要对每架望远镜接收的数据进行分析,而每架反射面望远镜1秒可产生大约20GB数据。所以需要巨大的数据处理能力,专家估计,目前只有世界上最强大的超级计算机才能胜任这份工作,而此项任务便落到了中国头上,我国拥有多个世界最强超级计算机研发和使用经验,未来将为SKA提供硬件方面支持。

目前SKA共分为两个阶段建设。

覆盖3000公里,我国联合数十个国家,在沙漠建设超级工程探寻宇宙

第一阶段将从2018年持续到2023年。先在澳大利亚建设300多台低频天线,南非建设200个反射面天线,其中部分战略将在2020年开始进行科学观测。

第二阶段将扩充战略天线达到预定建设目标,并计划在2030年左右开始完全运行。

细数国际联合过的两大项目空间站,曾帮助人类驻扎在宇宙,而核聚变将彻底解决人类能源需求。SKA项目也将让我们重新认识宇宙,最终去探索宇宙的奥秘。

覆盖3000公里,我国联合数十个国家,在沙漠建设超级工程探寻宇宙

上一篇

白垩纪海陆之王吞龙巨兽 再恐怖的恐龙都不敢靠近

下一篇

什么是九星连珠?九星连珠真的会带来天灾人祸吗?

你也可能喜欢

评论已经被关闭。

插入图片