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中国科学报:“天眼”选址对中国意味什么

作者:科学时报 丁佳浏览次数: 日期:2012年2月8日 12:12

    ​    ​再过几个月,全世界的天文学家将作出一个史无前例的决定,他们要为地球安装一只眺望宇宙的“眼睛”。3000个直径15米的蝶形天线将把宇宙的景象尽收眼底,数千个接收器排列成5个螺旋臂,从中心向外延伸3000公里以上,将天线“看”到的图像收集、分离后,传送给计算机进行分析。如果一切顺利,它将在太空形成覆盖面积约为1平方公里的信息采集区。这项工程名为“平方公里级射电望远镜阵列”(SKA),是世界上最大的射电望远镜。启动后,它的灵敏度将超出其他望远镜50倍,巡天速度超出1万倍。毫无疑问,SKA将成为地球上又一个科学奇观。现在人们关心的是,“天眼”会被安放在哪里?大洋洲的期盼借助数千个天线,SKA能够观测到非常微弱的太空信号,并能清晰地捕捉到体积较小的天体。因此,SKA将帮助人类了解星系的形成、演化,生命的基本组成,重力的本质等未解之谜。但如此高灵敏的射电望远镜必须建在远离人类居住区的地方,以确保手机、收音机、电视等电子设备产生的无线电波尽量少地干扰到太空传来的信号。目前SKA有两个备选地址,一个是澳大利亚和新西兰,另一个是由南非牵头的9个非洲南部国家。项目建成后,SKA或将横跨澳、新两国,或将从南非一直延伸至印度洋岛屿。

    ​    ​“2月份,独立的评估专家会将他们的意见提交给项目委员会。”澳大利亚联邦科工业组织(CSIRO)SKA项目主任布莱恩·博伊尔(Brian Boyle)透露,“可能在3月底至4月中旬之间,SKA的最终选址就将敲定。”目前,澳大利亚和新西兰正为促成此事积极奔走。CSIRO天文学与空间科学负责人菲尔·戴蒙德(Phil Diamond)正在澳大利亚西部默奇森地区建造下一代澳大利亚平方公里列阵探路者射电望远镜(ASKAP)。“ASKAP实际上是SKA的小型版,可用于测试SKA的相关技术。” 戴蒙德介绍,西澳默奇森射电天文台位于世界上最好的无线电静默区之一,那里没有城镇,只有160人居住,面积广阔,是从事射电天文学的完美场所。“从这一地区再延伸到新西兰,我们就能为获取最佳图像分辨率提供长达5500公里的基线。”作为一个真正的国际大科学装置,SKA的目标成本约为15亿欧元。澳、新两国政府已承诺将联合出资3.024亿欧元用于建设核心场地、修建展示望远镜、制定能源方案,以及研制满足SKA数据要求的超速光纤。

    ​    ​“SKA全功率运行时,需要2~3个核电站才能提供足够的动力。这是一个巨大的挑战,但澳、新两国有信心解决这个问题。”博伊尔告诉《中国科学报》记者。但在此之前,博伊尔还须拿到足够多的选票。中国的考虑日前,CSIRO与中科院国家天文台签署了一份关于为中国500米口径球面射电望远镜(FAST)项目提供服务的协议。正在贵州建设的FAST将成为世界上最大的单口径射电望远镜,此次签署的协议是关于该望远镜一个重要部分的可行性研究。澳方将负责研究建造一个先进的射电接收器,这个接收器能够同时观测天空的19个区域。这份协议的签订显然颇具深意。SKA2016年就将进入初步建设阶段,而作为SKA项目委员会7个成员国之一,中国的一票对澳大利亚和新西兰至关重要。虽然中国在SKA的选址问题上尚未表态,但澳大利亚与中国合作的决心却可见一斑。“中、澳、新三国在科研领域一直保持着密切而成功的合作。”博伊尔说,“中国在SKA的每个环节上都是重要的参与者,国际影响力逐年上升。SKA项目将开创三国间科技合作的新时代。”针对这一项目,中国也有着自己的考虑。中科院国家天文台台长助理薛随建认为,国际合作对中国来说是个很好的机会。“中国天文学水平在国际上还未到达第一梯队。”薛随建对《中国科学报》记者说,“我们的从业人员和论文数量虽然在五六名的位置,但论文质量却落到了十名开外。”在天文学领域,论文质量很大程度上取决于能否拿到第一手观测数据。

    ​    ​“中国是天文古国,但过去几十年里,由于相关科研投入不足,或多或少导致了中国天文学进步缓慢。”好在这一情况正在得到改善。除自己修建FAST、郭守敬望远镜外,中国也开始主动争取在SKA、美国夏威夷30米口径望远镜(TMT)等国际大项目中赢得更多的发言权。“大科学装置中的国际合作不仅会带动中国天文学基础研究和高端技术的发展,还会提升整个国家的工业、制造业水平。”薛随建说,“国家已经认识到了这一点,并正在为之努力。”在“天眼”选址大战中,不管中国的选票最终会投向谁,对中国天文人来说,这都将是一张宝贵的入场券。

《中国科学报》 (2012-02-08 A1 要闻)

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