65米口徑可轉(zhuǎn)動(dòng)射電天文望遠(yuǎn)鏡工程正在上海佘山腳下緊張施工，這將是亞洲最大的該類(lèi)型射電望遠(yuǎn)鏡，總體性能在國(guó)際上處于第四位。這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡屬于中國(guó)科學(xué)院和上海市政府重大合作項(xiàng)目，預(yù)計(jì)將于今年下半年建成。

性能

主反射面的面積相當(dāng)于8個(gè)籃球場(chǎng)

這臺(tái)被媒體稱(chēng)為“佘山大耳”的射電望遠(yuǎn)鏡，口徑65米，高70米，重達(dá)2700噸，主反射面的面積相當(dāng)于8個(gè)籃球場(chǎng)。

如果把光學(xué)望遠(yuǎn)鏡比作探測(cè)深空的銳利眼睛，射電望遠(yuǎn)鏡就像一只靈敏的耳朵，捕捉宇宙中的射電輻射，傾聽(tīng)著來(lái)自遙遠(yuǎn)空間的微弱呻吟。

與直接成像的光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡不同，射電天文望遠(yuǎn)鏡的工作原理，是通過(guò)接收天體的射電波來(lái)確定遙遠(yuǎn)天體的結(jié)構(gòu)，望遠(yuǎn)鏡的口徑越大，其分辨率和靈敏度就越高，越能接收到來(lái)自遙遠(yuǎn)天體的微弱電波信號(hào)。上海65米射電天文望遠(yuǎn)鏡建成后，總體性能僅次于美國(guó)的110米射電望遠(yuǎn)鏡、德國(guó)的100米射電望遠(yuǎn)鏡以及意大利的64米射電望遠(yuǎn)鏡，位列全球第四。

利用世界最先進(jìn)設(shè)備增強(qiáng)“聽(tīng)力”

據(jù)介紹，科學(xué)家用了許多世界最先進(jìn)的設(shè)備來(lái)增強(qiáng)65米射電望遠(yuǎn)鏡的“聽(tīng)力”：用于接收宇宙射電信號(hào)的主反射面，由14環(huán)1008塊高精度實(shí)面板組成，每塊面板比鏡子還光滑，精度誤差不超過(guò)0.1毫米；高靈敏度的制冷接收機(jī)，在絕對(duì)溫度15K（攝氏零下258度）的高真空低溫下，仔細(xì)辨別來(lái)自宇宙的射電信號(hào)；并且采用高精度高頻率穩(wěn)定度（10—15量級(jí)）的氫原子鐘，以及上海天文臺(tái)自主研發(fā)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采樣速率高達(dá)每秒1GB……

跟蹤特定天體可全方位轉(zhuǎn)動(dòng)

為了更好地跟蹤某個(gè)特定天體，這個(gè)巨大“耳朵”還能全方位轉(zhuǎn)動(dòng)。專(zhuān)家介紹，有風(fēng)吹過(guò)，或者溫度、濕度的變化，都會(huì)影響它的“聽(tīng)力”。此外，2700噸龐大身軀所承受的重力也會(huì)使主反射面變形。所以望遠(yuǎn)鏡的樁基深入地下達(dá)65米，使其能夠站得穩(wěn)。同時(shí)，望遠(yuǎn)鏡上每4塊實(shí)面板相交處，都裝有先進(jìn)的促動(dòng)器，可以對(duì)實(shí)面板作細(xì)微調(diào)節(jié)，精度達(dá)到0.3毫米。并且它還能在包括航天工程常用波段在內(nèi)的8個(gè)波段上實(shí)現(xiàn)1分鐘快速切換觀測(cè)。

作用

成為VLBI重要成員

權(quán)威專(zhuān)家評(píng)價(jià)，上海65米射電天文望遠(yuǎn)鏡建成后，將成為我國(guó)甚長(zhǎng)基線(xiàn)干涉網(wǎng)（VLBI）的重要成員，并在射電天文、天文地球動(dòng)力學(xué)和空間科學(xué)等多種學(xué)科中成為我國(guó)乃至世界上一臺(tái)主干觀測(cè)設(shè)備，做出一流的科學(xué)成果。

所謂甚長(zhǎng)基線(xiàn)干涉，就是將幾臺(tái)分布在不同地點(diǎn)的射電望遠(yuǎn)鏡聯(lián)網(wǎng)同時(shí)工作，通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波干涉的方法，綜合成一個(gè)巨大口徑的“超級(jí)望遠(yuǎn)鏡”，以提高天文觀測(cè)的角分辨率和測(cè)量精度。

目前，我國(guó)的VLBI網(wǎng)由上海25米直徑、北京50米直徑、昆明40米直徑和烏魯木齊25米直徑等4臺(tái)射電天文望遠(yuǎn)鏡，以及上海數(shù)據(jù)相關(guān)處理中心組成。在我國(guó)首次月球探測(cè)工程中，我國(guó)的VLBI網(wǎng)與航天測(cè)控網(wǎng)一起，圓滿(mǎn)完成了嫦娥工程中的測(cè)軌任務(wù)。

據(jù)計(jì)算，如果用65米射電天文望遠(yuǎn)鏡替代原來(lái)的上海佘山25米射電望遠(yuǎn)鏡，我國(guó)VLBI網(wǎng)的靈敏度將提高42％；如果參加歐洲VLBI網(wǎng)，將使其靈敏度提高15%—35％，在中日韓三國(guó)共建的東亞VLBI網(wǎng)中，也將會(huì)發(fā)揮主導(dǎo)作用。

為“嫦娥三號(hào)”精確定軌

根據(jù)我國(guó)探月計(jì)劃，到2013年，我國(guó)將發(fā)射“嫦娥三號(hào)”，同時(shí)釋放月球車(chē)。屆時(shí)，已建成的“佘山大耳”將發(fā)揮它的威力，參與跟蹤“嫦娥三號(hào)”腳步。并與昆明、密云、烏魯木齊的另外三臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡一起，為我國(guó)“嫦娥三號(hào)”的落月探測(cè)任務(wù)作更精確的定軌。

據(jù)中科院上海天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)洪曉瑜透露，新望遠(yuǎn)鏡不但能勝任這一挑戰(zhàn)，而且在未來(lái)更困難的火星探測(cè)中，也將發(fā)揮重要作用。據(jù)介紹利用上海65米射電望遠(yuǎn)鏡組成的VLBI網(wǎng)，在嫦娥探月工程二期、“螢火一號(hào)”火星探測(cè)工程中，可以進(jìn)行更加精確的定位和定軌，以便用更短的時(shí)間來(lái)測(cè)量航天器的瞬時(shí)位置；同時(shí)，還有望使我國(guó)擺脫對(duì)國(guó)際地球自轉(zhuǎn)服務(wù)機(jī)構(gòu)的依賴(lài)，在數(shù)小時(shí)內(nèi)自行快速精確測(cè)量地球自轉(zhuǎn)參數(shù)，以便供航天器快速精確定位和定軌。

可滿(mǎn)足更遙遠(yuǎn)星球探測(cè)數(shù)據(jù)接收需要

此外，上海65米口徑射電望遠(yuǎn)鏡建成后，還將進(jìn)一步推進(jìn)我國(guó)嫦娥探月項(xiàng)目的重力異常探測(cè)，以及“螢火一號(hào)”對(duì)火星的重力探測(cè)和掩星觀測(cè)；在技術(shù)上，也完全可以滿(mǎn)足火星探測(cè)以至更遙遠(yuǎn)的木星探測(cè)、土星探測(cè)的下行科學(xué)數(shù)據(jù)接收的需要。

選址

落戶(hù)佘山桃園 遠(yuǎn)離市區(qū)輻射干擾小

絕大多數(shù)天體離地球非常遙遠(yuǎn)，要將它們分辨出來(lái)，需要極其靈敏的“聽(tīng)力”。所以，大射電望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)雖然不受天氣陰晴影響，但在選址中對(duì)無(wú)線(xiàn)電環(huán)境要求很高。調(diào)頻電臺(tái)、電視、手機(jī)以及其他無(wú)線(xiàn)電數(shù)據(jù)的傳輸都會(huì)對(duì)射電望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)造成干擾，就好像在交頭接耳的會(huì)議上無(wú)法聽(tīng)清發(fā)言者講話(huà)一樣。大射電望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目要求，臺(tái)址半徑5公里之內(nèi)必須保持寧?kù)o，電磁環(huán)境不受干擾。

65米望遠(yuǎn)鏡的選址讓天文學(xué)家頗費(fèi)了一番思量：既要方便值守，又要盡量避開(kāi)地面輻射干擾。最終選定佘山腳下西南方的一片桃園，因?yàn)檫@里距城市較遠(yuǎn)，輻射干擾小；離曾為“嫦娥一號(hào)”繞月的定軌作出卓越貢獻(xiàn)的佘山25米射電望遠(yuǎn)鏡則只有4公里之遙，是個(gè)理想的觀測(cè)點(diǎn)。

延伸

中國(guó)天文望遠(yuǎn)鏡家族“高手林立”

LAMOST：天體光譜捕捉強(qiáng)手 博采天體“DNA”

大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜望遠(yuǎn)鏡LAMOST是一臺(tái)橫臥于南北方向的中星儀式反射施密特望遠(yuǎn)鏡。

2008年10月，耗資2.35億元、歷時(shí)12年、有“光譜工廠”美譽(yù)的LAMOST在國(guó)家天文臺(tái)河北興隆觀測(cè)站正式落成，步入系統(tǒng)調(diào)試、軟件集成、數(shù)據(jù)處理和使用階段。LAMOST是一架反射施密特望遠(yuǎn)鏡，是世界上最大的大視場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡，焦面上設(shè)置4000根光纖，將超過(guò)美國(guó)，成為目前世界上獲取光譜能力最強(qiáng)的儀器。

FAST：最大射電望遠(yuǎn)鏡 搜索地外文明

世界最大的500米口徑射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）是國(guó)家“十一五”擬建設(shè)的重大科學(xué)裝置，于2007年7月正式立項(xiàng)。FAST將固定安放在貴州黔南州平塘縣的大窩凼洼地中。工作時(shí)使用直徑300米的照明區(qū)域，隨著天體的轉(zhuǎn)動(dòng)，照明區(qū)域在500米的大球面上移動(dòng)。FAST預(yù)計(jì)將于2014年竣工，建成后將是世界上最大的射電望遠(yuǎn)鏡。地外文明的搜索將是FAST的科學(xué)目標(biāo)之一。

CSTAR：最先登陸南極最高點(diǎn) 尋找超新星

2006年年底，我國(guó)天文學(xué)家和天文儀器專(zhuān)家共同提出了首臺(tái)南極天文設(shè)備的研制計(jì)劃，即中國(guó)南極小望遠(yuǎn)鏡陣CSTAR的研制。CSTAR是由4臺(tái)14.5厘米口徑的大視場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡裝在同一個(gè)機(jī)架上構(gòu)成的小望遠(yuǎn)鏡陣，其科學(xué)目標(biāo)主要是進(jìn)行變星監(jiān)測(cè)及統(tǒng)計(jì)分析，尋找系外行星、超新星等。CSTAR于2008年1月12日順利抵達(dá)并安裝在南極內(nèi)陸最高點(diǎn)冰穹A。2008年8月，CSTAR成功觀測(cè)南極星空，并開(kāi)始向國(guó)內(nèi)傳回圖像信息。

CSTAR是國(guó)際天文界首次安裝在南極內(nèi)陸最高點(diǎn)冰穹A的天文望遠(yuǎn)鏡。