新闻中心
新闻中心
用科技力量推动中非科技合作迈上新台阶 | 大科学工程
发布时间:2018-07-24 浏览:153次

       SKA是国际天文界计划建造的世界最大综合孔径射电望远镜,也是人类有史以来建造的最庞大天文设备,由全球多个国家出资建造。作为参与SKA项目的创始国之一,中国自2013年以来,与国际伙伴一起历时5年,通过国际大协作共同完成了SKA天线的研发工作。
       中国共承担了SKA11个工作包中的6个工作包研发工作。其中,在11个同级别工作包中所占比重最大的天线工作包任务,由中国电科网络通信子集团54所承担。此外,中国电科博微子集团38所还承担了低频阵列孔径、中频阵列孔径工作包的研制任务。

       



       中国电科高度重视SKA项目,专门成立SKA项目领导小组及办公室,从集团层面协调推进SKA相关工作。网络通信子集团54所、博微子集团38所、32所等多家单位参与了SKA工作。2015年11月,经过SKA天线工作包联盟和SKA组织的国际专家评审,网络通信子集团54所提交的SKA天线初步设计方案,成为SKA后续研发的唯一设计方案,标志着中国开始在国际大科学工程中发挥引领作用;2017年10月,中国电科SKA办公室副主任王枫当选联盟新主席,网络通信子集团54所和国家天文台共同组建的射电天文技术联合实验室成为SKA天线工作包联盟牵头单位,实现了中国首次牵头国际大科学工程核心工作包。2018年2月,中国电科研制的首台天线(SKA-P)在石家庄正式发布,标志着中国在SKA核心设备研发中发挥引领和主导作用,在国际大科学工程中,为世界成功提供天线解决方案。


       SKA-P的面世,经历了概念天线研制、初步设计方案、详细设计方案、首台样机等多个研发阶段,在多个领域的综合性能实现了全球领先。


      SKA-P包含主副两个反射面,主反射面是一个15×20米的长六边形,由66块曲率各不相同、边长约3米的三角型面板拼装而成,面积达235平方米,超过半个篮球场大,而单块三角型面板的精度保持在0.1毫米。


      反射面的精度直接影响天线的灵敏度。在重力、温度和风力影响下,在其俯仰工作范围内,SKA-P主反射面的精度高达0.5毫米,副反射面精度达0.2毫米,综合性价比超过目前所有同类天线。同时,它采用高电磁屏蔽天线座架设计,实现了160dB的高电磁屏蔽指标。如果把天线的灵敏度比作“倾听的能力”,那么,高电磁屏蔽则是为天线屏蔽掉了电子设备辐射的电磁信号干扰,让“耳朵”更加专注于倾听宇宙的声音。


      SKA-P采用全数字高精度伺服驱动控制系统、高精度座架和天线结构保型设计,实现了千分之三度的高指向精度,当接收到观测指令时,它能精确地指向待测目标。同时,分布在3000公里范围的几千面天线要同步对准同一观测目标,并持续同步跟踪观测,实现最大的接收效率,SKA-P在设计制造中实现了“步调一致听指挥”的“高指向一致性”。


       此外,在孔径阵列方面,中国电科博微子集团38所攻克了SKA低频孔径阵列射频信号光纤传输、时间同步、幅相校正等关键技术,联合剑桥大学在国际上首次实现SKA多通道数字波束形成,为SKA低频望远镜实现关键技术突破;成功探索出致密孔径阵列全数字、多波束、全空域的数字阵列新体制与技术路径,研制出数模混合波束形成系统关键样件。


       相信,未来在中国和南非等国家的共同努力下,SKA工程将绽放出更璀璨的光芒。