全球規模最大電波望遠鏡 大陸「千眼天珠」通過工藝測試

全球規模最大電波望遠鏡 大陸「千眼天珠」通過工藝測試

大陸圓環陣太陽電波成像望遠鏡位於四川甘孜州,可以監測太陽的各種爆發活動。(翻攝自中國科學院國家空間科學中心)

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圓環陣太陽電波成像望遠鏡佔地面積約1平方公里,由313部直徑6公尺的拋物面天線構成。(翻攝自中國科學院國家空間科學中心)

被當地居民稱作「千眼天珠」的圓環陣太陽電波成像望遠鏡(以下簡稱圓環陣),27日在大陸四川甘孜州通過工藝測試。作爲目前全球規模最大的綜合孔徑電波望遠鏡,圓環陣可以監測太陽的各種爆發活動,對於理解和預測太陽活動對地球的影響具有重要作用。

中國科學院國家空間科學中心稱,圓環陣是大陸國家重大科技基礎設施「空間環境地基綜合監測網」(子午工程二期)標誌性設備之一,位於海拔3820公尺的四川省甘孜州稻城縣嘎通鎮。圓環陣佔地面積約1平方公里,由313部直徑6公尺的拋物面天線構成,均勻分佈在直徑爲1公里的圓環上。

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消息指,太陽是地球空間天氣事件的源頭。太陽打噴嚏,地球可能會「感冒」,這就是空間天氣的因果鏈。圓環陣不但能監測太陽的各種爆發活動,還能監測太陽風暴進入行星際的過程,這對於理解太陽爆發機制和日地傳播規律,預測太陽活動對地球的影響具有重要作用。

消息稱,要實現圓環陣的科學觀測目標,313部天線和626條接收鏈路都要具有非常好的幅度和相位一致性。項目團隊提出了原創的圓環陣列構型和中心定標總體方案,突破了單通道多環絕對相位定標等關鍵技術。此次工藝測試表明,圓環陣實現了最大視場達到10個太陽半徑的連續穩定的太陽射電成像與頻譜觀測能力,各項技術指標達到或優於初步設計報告的指標要求。

消息指,爲了保證建設品質和工期,項目採取了「三步走」的研製方案,即2單元技術摸底、16單元成像實驗和313單元系統建設。本着「邊建設、邊調試、邊運行」的原則,自2022年3月起,16單元成像實驗系統就已經開始獲取太陽成像數據,迄今已積累了大量太陽活動圖像和頻譜數據。

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2023年3月,正處於系統調試階段的圓環陣,開展了大陸首次基於電波圖像序列的脈衝星探測實驗,從連續電波圖像中成功識別出脈衝星閃爍;5月,圓環陣與歐洲低頻陣列(LOFAR)開展了聯合觀測實驗,實現了交叉驗證;7月,圓環陣已具備連續穩定高品質監測太陽活動的能力,脈衝星成像等電波天文觀測能力得到初步驗證,開啓了科學試觀測。

消息指,下個階段,圓環陣將在白天觀測太陽活動,爲太陽物理和空間天氣研究提供長時間序列高質量數據,並與子午工程的其它監測設備開展聯合觀測。圓環陣還將與500公尺口徑球面電波望遠鏡「中國天眼」、「中國複眼」雷達陣列、三亞非相干散射雷達等設施開展聯合觀測,有望在低頻電波巡天、脈衝星、快速電波暴和行星防禦監測預警等領域發揮重要作用。

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