来源:央视新闻客户度 发布时间:2023/5/2 18:23:24
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圆环阵太阳射电成像望远镜6月将试运行 高质量监测太阳活动

 

在四川稻城,目前全球规模最大、性能最强的太阳射电成像望远镜已经主体竣工,已完成约270台天线调试,预计6月试运行。整个望远镜阵列呈圆环形,当地居民称它为“千眼天珠”。这座高原上的科学重器到底什么样?它主要用来做什么?

总台央视记者 任梅梅:这里是四川稻城县海拔3800多米的噶通镇,我所在的位置就是国家重大科技基础设施,子午工程(二期)的标志性设备——圆环阵太阳射电成像望远镜的现场。一座座像大锅一样的白色天线,它们就是整个望远镜的天线阵列。

313座天线绕圆而立 状如“千眼天珠”

通过我们的航拍镜头,从空中可以看到整个望远镜阵列的全貌。313台这样的天线均匀地分布在直径一公里的圆周上,圆环中心,是一座百米高的定标塔,向天线发射公共信号,来进行定标和校准。对于这个望远镜阵列,当地人有个非常形象的称呼,那就是“千眼天珠”。

已完成约270台天线调试 预计6月试运行

这座望远镜阵列由中科院国家空间科学中心建设,我们从现场了解到,目前整个望远镜的主体工程已经全部竣工,即将在下个月,也就是今年6月份转入试运行,全面投入科学观测。我们可以看到,目前大部分天线已经调整完毕了,整整齐齐地朝着太阳的方向,它们已经开始日常科学观测了,而剩下的四十多座天线,工作人员正在进调试,这也是这个五一期间,现场工作人员的主要任务之一。

主要科学目标:监测太阳“打喷嚏”

313座小天线,就像313朵向日葵,朝着太阳的方向转动,凝望着浩瀚宇宙。为什么要专门建一座望远镜,一直盯着太阳看呢?科学家告诉我们,它的主要作用就是监测太阳“打喷嚏”。

太阳带来了光和热,孕育了地球上的生命,但是它也有“ 打喷嚏”的时候——也就是会发生爆发,万一它朝着地球打了一个“大喷嚏”,抛射出来的高速带电粒子飞向地球,会对卫星等设备产生严重影响。圆环阵太阳射电成像望远镜的主要科学目标就是观测太阳活动,对空间天气进行预报和预警。

别看一台小天线的直径只有6米,当313个小天线协同观测,就能形成虚拟的超大口径天线,从而实现对太阳爆发活动的高精度成像观测。

协助夜天文观测 已成功探测到脉冲星

在圆环中心的定标塔下面,就是中央机房,其实在我们脚下,每座天线和中央机房之间,都有不同的电缆实时传输着观测数据,科研人员每天都在对这些数据进行分析和处理。“边建设、边调试、边运行”,其实从2021年3月开始,圆环阵望远镜就已经获取了大量太阳活动的图像和数据。

而且,不只是观测太阳,圆环阵望远镜独有的大视场高质量成像能力,使得在太阳落山后,还能配合射电天文学家开展夜天文观测,比如说,不久前,圆环阵望远镜就成功探测到了脉冲星,未来还要对射电暴进行探索,也有望服务于小行星防御,将充分发挥重大科技基础设施平台的效能。

观天逐日、探秘星辰大海,我们也期待圆环阵太阳射电成像望远镜为我们解开更多空间天气的密码,探索更多宇宙奥秘!

独特圆环阵列设计 高质量监测太阳活动

圆环阵太阳射电成像望远镜就像“千眼天珠”,整个造型极具科幻感,那么望远镜阵列为什么要设计成圆环形?日地距离约有1.5亿公里,这个地球上的望远镜阵列,何以能迅速掌握太阳的一举一动呢?

据负责人介绍,圆环阵太阳射电成像望远镜是我国自主研制的太阳射电监测“综合孔径相机”,采用独特的圆环阵列构型和原创的单通道多环绝对相位定标技术,可以高质量监测太阳的爆发活动。

圆环阵太阳射电成像望远镜项目负责人 阎敬业:我们选择了圆环形,这样利用中心定标塔它到每一个天线的距离差不多相等,而且天线在看中心定标塔的时候互相没有遮挡,可以实现非常高的定标精度。就像我们做光学望远镜,我们把镜头擦亮,我们拍照的效果就好,那么定标如果做得好、相位一致性如果高,这个射电望远镜也会像一个非常平滑的镜头一样,实现一个高质量的成像。

捕捉电磁波信号 利用时间差预报空间天气

专家介绍,太阳发生剧烈爆发时喷射出的高速等离子团往往会辐射不同频率的电磁波信号,这个望远镜阵列通过“捕捉”这些电磁波信号,可以在太阳爆发几分钟内就发现它,接下来抓住宝贵的“时间差”,对空间天气进行预报。

圆环阵太阳射电成像望远镜项目负责人 阎敬业:电磁波传播是以光速传播的,到地球只有8分钟,太阳抛射出来的粒子到地球需要数十个小时,那么我们通过监测射电波就可以提前一两天甚至两三天预测太阳的爆发活动是不是会到达地球、到达地球的时间是什么时候,为我们空间天气的预报和预警打出提前量。

“超级望远镜”让空间天气预报更精准

圆环阵太阳射电成像望远镜是我国子午工程二期的标志性设备之一,也是全球规模最大、性能最强的太阳射电成像望远镜,这个“超级望远镜”未来投入运行后,将与太阳探测卫星实现“天地配合”,使我国空间天气预报更加精准。

子午工程是国家布局的用于研究空间天气的地基观测网络。2012年,子午工程一期15个站点建设完成,2019年8月二期启动新增16个站点的建设工作。其中,位于四川稻城的圆环阵太阳射电成像望远镜项目,就是二期工程的重要组成部分。

中国科学院院士 子午工程二期总指挥 王赤:空间天气的源头来自太阳的爆发活动,所以我们这个圆环阵它主要的目标,就是要探测太阳的活动,这也是我们子午工程二期的一个标志性的设备,在我们子午工程整个的这种日地联系的链条当中,起着一个举足轻重的地位。

2021年,我国首颗太阳探测卫星“羲和号”发射成功,2022年,我国又发射了综合性太阳探测卫星“夸父一号”,实现了天基太阳探测卫星的跨越式突破。专家表示,随着圆环阵太阳射电成像望远镜的建成和运行,天地联动,将使得我国太阳观测能力进一步增强。

中国科学院院士 子午工程二期总指挥 王赤:“羲和号”太阳观测卫星,它对太阳的外层大气进行探测,“夸父一号”主要的科学目标就是研究太阳的磁场、太阳耀斑、日冕物质抛射事件,像日冕物质抛射事件到了日地之间,也就是行星际空间的时候,我们需要跟踪它,所以我们这个圆环阵望远镜就开始接力,看它在进入行星际空间的传播是什么样子的,所以我们通过天地的配合,就可以对太阳进行多个波段的综合观测,为提高我们空间天气预报的准确率打下基础。

 
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