探秘亚洲最大射电望远镜：可观测百亿光年外天体

亚洲第一的上海65米射电望远镜。新华社记者张

这个65米直径、2700吨重的庞然大物相当于8个标准篮球场，但主反射面的精度误差不超过0.3毫米，可以在一分钟内完成不同观测波段的转换-

10月28日，由中国电子科技集团公司开发的直径65米的射电望远镜在上海天文台发射。作为中国口径最大、波段最全的高性能射电望远镜，其整体性能仅次于美国的110米射电望远镜、德国的100米射电望远镜和意大利的64米射电望远镜，成为亚洲最大、世界第四大射电望远镜。虽然这台望远镜刚刚投入使用，但它早在建造阶段就引起了世界天文学界的注意。中国科学院院士、著名天文学家叶淑华对该望远镜的发射寄予厚望:“该望远镜将成为中国乃至世界射电天文学、天体地球动力学、空间科学等诸多学科的主要观测设备，并取得一流的科学成就。”

射电天文学和射电望远镜始于20世纪30年代，二战后发展迅速。自1931年以来，贝尔实验室的科学家已经通过天线阵列接收到来自银河系中心的无线电波。通过接收来自天体的无线电波来测量遥远天体成分的射电望远镜已经开始受到关注。众所周知，脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射和星际有机分子的发现都与射电望远镜的进步有关。“建造大型射电望远镜系统涉及许多技术领域，被认为是一个国家科技实力的真正体现。”中国电力集团党委书记范说:“这台6500万米射电望远镜的建成，标志着中国天文科学领域另一个重要科学项目即将投产。其社会和经济效益将非常显著。”

这台射电望远镜有什么特别之处？通过一组数字，我们可以看到一条线索。

其中一个数字:65米和100亿光年

灵敏度和分辨率是衡量望远镜性能的两个重要指标。增加天线的直径和接收面积是提高射电望远镜灵敏度和分辨率的重要手段之一。上海天文台安装的射电望远镜由于其超大直径，将能够观测100亿光年之外。这将有助于人类回答一些关于宇宙的深层问题，如大爆炸后恒星和星系的起源，以及宇宙中暗物质是如何工作的。这也将大大提升中国天文观测研究的整体实力和国际地位。

不仅如此，“这台射电望远镜可以在空间工程的应用中做出更大的贡献”国家月球探测与空间工程中心总设计师吴表示，该望远镜将直接应用于中国目前正在进行的月球探测工程第三阶段的定轨和定位任务、火星探测以及未来将开展的各种深空探测任务。它的建成将进一步提高中国的深空轨道探测能力，满足中国的重大战略需求。

第二名:3318平方米0.1毫米

直径65米的射电望远镜高70米，高近30层，重2700吨。它宏伟壮观。其天线面积为3318平方米，相当于八个篮球场的大小。天线的主反射器由1008块高精度实盘组成，共14个圆圈。专家说，“每个面板的大小和一张双人床差不多。这个巨大的物体是一件一件组装起来的，而且非常精确——天线表面精度的变形误差不超过0.3毫米，这是我们通常使用的信用卡的厚度。”

“工作时，在天线俯仰角、温度、风等因素的影响下，望远镜不可避免地会变形。65米的射电望远镜就像一个手电筒。如果手电筒稍微偏转，远处的目标会有很大的距离偏差，这将影响天线系统的接收效率，尤其是高频带的效率。为了保证其精度，主反射镜的安装采用了最先进的主动反射镜技术，面板与天线背框结构的连接处安装了精确的调节机构，称为执行器，共1104个，”相关研究人员表示:“为了保证高精度指向，直径42米的方位轨迹采用无缝焊接技术，焊接精度为0.1毫米，即一根细丝的直径！”

"整个6500万米射电望远镜项目从设计到竣工不到4年。"“所有的核心技术都是由中国电力部的54个独立研究所开发的，关键技术有100多项，全部达到了国际一流水平，”项目总指挥涂天杰说。

数字3: 8波段和1分钟

"接收器将天线发出的无线电波转换成可以被仪器记录或拍摄的信号。"研究人员说，“65米射电望远镜的工作波长范围从20厘米到7毫米，共有8个频带。篮球场大小的天线接收到的所有无线电波都被收集到一个花瓶大小的关键设备中，这是天线的核心。”“心脏”的高精度要求是显而易见的。与此同时，正是由于它的许多工作频带、高工作频率和宽接收频率带宽，宇宙深处的奥秘才得以显现。

正如照相机在不同距离拍摄物体时需要调整焦距一样，在太空中观察不同的目标也需要使用不同的波段。65m射电望远镜可以通过偏转二次反射面或用结构复杂的机械转台转换馈源来快速改变观测波段，改变时间可小于1分钟。这可以大大提高捕获空间信号的效率和准确性。

这台65米射电望远镜将成为中国乃至世界射电天文学、天体地球动力学和空间科学的主要观测设备，取得一流的科学成就它的总设计师，中国电力集团的杜彪对此很有信心。据估计，如果射电望远镜连接到其他相关的射电望远镜，“如果它作为一个单元连接到中国的甚大规模集成电路网络，望远镜的灵敏度将增加42%；加入欧洲VLBI网络将使其灵敏度提高15%至35%。”

“世界日新月异。深空探测和空间开发方兴未艾。太空领域的竞争可能决定一个国家的未来。”范表示，今后，中国电力部将陆续在*建设110米天线，在贵州建设500米天线，并将积极参与国际天文科学领域的平方公里阵列的开发建设。