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圓環(huán)陣太陽(yáng)射電成像望遠(yuǎn)鏡通過(guò)工藝測(cè)試
據(jù)中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心網(wǎng)站消息,9月27日,國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測(cè)網(wǎng)”(子午工程二期)標(biāo)志性設(shè)備之一圓環(huán)陣太陽(yáng)射電成像望遠(yuǎn)鏡順利通過(guò)工藝測(cè)試。
圓環(huán)陣太陽(yáng)射電成像望遠(yuǎn)鏡(以下簡(jiǎn)稱圓環(huán)陣),位于海拔3820米的四川省甘孜州稻城縣嘎通鎮(zhèn),由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心牽頭建設(shè),占地面積約1平方公里,由313部直徑6米的拋物面天線構(gòu)成,均勻分布在直徑為1公里的圓環(huán)上,是目前全球規(guī)模最大的綜合孔徑射電望遠(yuǎn)鏡,被當(dāng)?shù)鼐用穹Q作“千眼天珠”。
太陽(yáng)是地球空間天氣事件的源頭。太陽(yáng)打噴嚏,地球可能會(huì)“感冒”,這就是空間天氣的因果鏈。要想理解日地空間環(huán)境系統(tǒng)和空間天氣因果鏈,就要對(duì)太陽(yáng)和日地空間傳播鏈條進(jìn)行高質(zhì)量監(jiān)測(cè),圓環(huán)陣就是為此而建設(shè)的。它不但能監(jiān)測(cè)太陽(yáng)的各種爆發(fā)活動(dòng),還能監(jiān)測(cè)太陽(yáng)風(fēng)暴進(jìn)入行星際的過(guò)程,這對(duì)于理解太陽(yáng)爆發(fā)機(jī)制和日地傳播規(guī)律,預(yù)測(cè)太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)地球的影響具有重要作用。
圖自中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心網(wǎng)站,下同
要實(shí)現(xiàn)圓環(huán)陣的科學(xué)觀測(cè)目標(biāo),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。在建設(shè)過(guò)程中,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)攻克了一系列關(guān)鍵核心技術(shù),提出了原創(chuàng)的圓環(huán)陣列構(gòu)型和中心定標(biāo)總體方案,突破了單通道多環(huán)絕對(duì)相位定標(biāo)等關(guān)鍵技術(shù)。此次工藝測(cè)試表明,圓環(huán)陣太陽(yáng)射電成像望遠(yuǎn)鏡實(shí)現(xiàn)了最大視場(chǎng)達(dá)到10個(gè)太陽(yáng)半徑的連續(xù)穩(wěn)定的太陽(yáng)射電成像與頻譜觀測(cè)能力,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于初步設(shè)計(jì)報(bào)告的指標(biāo)要求。
為了保證建設(shè)質(zhì)量和工期,項(xiàng)目采取了“三步走”的研制方案,即2單元技術(shù)摸底、16單元成像實(shí)驗(yàn)和313單元系統(tǒng)建設(shè)。本著“邊建設(shè)、邊調(diào)試、邊運(yùn)行”的原則,自2022年3月起,16單元成像實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)就已經(jīng)開(kāi)始獲取太陽(yáng)成像數(shù)據(jù),迄今已積累了大量太陽(yáng)活動(dòng)圖像和頻譜數(shù)據(jù)。2023年3月,正處于系統(tǒng)調(diào)試階段的圓環(huán)陣,開(kāi)展了我國(guó)首次基于射電圖像序列的脈沖星探測(cè)實(shí)驗(yàn),從連續(xù)射電圖像中成功識(shí)別出脈沖星閃爍。5月,圓環(huán)陣與歐洲低頻陣列(LOFAR)開(kāi)展了聯(lián)合觀測(cè)實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了交叉驗(yàn)證。7月,圓環(huán)陣已具備連續(xù)穩(wěn)定高質(zhì)量監(jiān)測(cè)太陽(yáng)活動(dòng)的能力,脈沖星成像等射電天文觀測(cè)能力得到初步驗(yàn)證,開(kāi)啟了科學(xué)試觀測(cè)。
下個(gè)階段,圓環(huán)陣將在白天觀測(cè)太陽(yáng)活動(dòng),為太陽(yáng)物理和空間天氣研究提供長(zhǎng)時(shí)間序列高質(zhì)量數(shù)據(jù),并與子午工程的其它監(jiān)測(cè)設(shè)備開(kāi)展聯(lián)合觀測(cè)。考慮到監(jiān)測(cè)太陽(yáng)每天只需要8小時(shí),為了充分發(fā)揮國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的綜合效能,圓環(huán)陣還將與五百米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡“中國(guó)天眼”、“中國(guó)復(fù)眼”雷達(dá)陣列、三亞非相干散射雷達(dá)等國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施開(kāi)展聯(lián)合觀測(cè),有望在低頻射電巡天、脈沖星、快速射電暴和行星防御監(jiān)測(cè)預(yù)警等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
- 責(zé)任編輯: 范維 
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