每日焦點(diǎn)！圓環(huán)陣太陽射電成像望遠(yuǎn)鏡6月將試運(yùn)行高質(zhì)量監(jiān)測(cè)太陽活動(dòng)

來源：央視新聞客戶度時(shí)間：2023-05-02 18:51:07

在四川稻城，目前全球規(guī)模最大、性能最強(qiáng)的太陽射電成像望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)主體竣工，已完成約270臺(tái)天線調(diào)試，預(yù)計(jì)6月試運(yùn)行。整個(gè)望遠(yuǎn)鏡陣列呈圓環(huán)形，當(dāng)?shù)鼐用穹Q它為“千眼天珠”。這座高原上的科學(xué)重器到底什么樣？它主要用來做什么？

總臺(tái)央視記者任梅梅：這里是四川稻城縣海拔3800多米的噶通鎮(zhèn)，我所在的位置就是國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，子午工程（二期）的標(biāo)志性設(shè)備——圓環(huán)陣太陽射電成像望遠(yuǎn)鏡的現(xiàn)場(chǎng)。一座座像大鍋一樣的白色天線，它們就是整個(gè)望遠(yuǎn)鏡的天線陣列。

【資料圖】

313座天線繞圓而立狀如“千眼天珠”

通過我們的航拍鏡頭，從空中可以看到整個(gè)望遠(yuǎn)鏡陣列的全貌。313臺(tái)這樣的天線均勻地分布在直徑一公里的圓周上，圓環(huán)中心，是一座百米高的定標(biāo)塔，向天線發(fā)射公共信號(hào)，來進(jìn)行定標(biāo)和校準(zhǔn)。對(duì)于這個(gè)望遠(yuǎn)鏡陣列，當(dāng)?shù)厝擞袀€(gè)非常形象的稱呼，那就是“千眼天珠”。

已完成約270臺(tái)天線調(diào)試預(yù)計(jì)6月試運(yùn)行

這座望遠(yuǎn)鏡陣列由中科院國家空間科學(xué)中心建設(shè)，我們從現(xiàn)場(chǎng)了解到，目前整個(gè)望遠(yuǎn)鏡的主體工程已經(jīng)全部竣工，即將在下個(gè)月，也就是今年6月份轉(zhuǎn)入試運(yùn)行，全面投入科學(xué)觀測(cè)。我們可以看到，目前大部分天線已經(jīng)調(diào)整完畢了，整整齊齊地朝著太陽的方向，它們已經(jīng)開始日常科學(xué)觀測(cè)了，而剩下的四十多座天線，工作人員正在進(jìn)調(diào)試，這也是這個(gè)五一期間，現(xiàn)場(chǎng)工作人員的主要任務(wù)之一。

主要科學(xué)目標(biāo)：監(jiān)測(cè)太陽“打噴嚏”

313座小天線，就像313朵向日葵，朝著太陽的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，凝望著浩瀚宇宙。為什么要專門建一座望遠(yuǎn)鏡，一直盯著太陽看呢？科學(xué)家告訴我們，它的主要作用就是監(jiān)測(cè)太陽“打噴嚏”。

太陽帶來了光和熱，孕育了地球上的生命，但是它也有“ 打噴嚏”的時(shí)候——也就是會(huì)發(fā)生爆發(fā)，萬一它朝著地球打了一個(gè)“大噴嚏”，拋射出來的高速帶電粒子飛向地球，會(huì)對(duì)衛(wèi)星等設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重影響。圓環(huán)陣太陽射電成像望遠(yuǎn)鏡的主要科學(xué)目標(biāo)就是觀測(cè)太陽活動(dòng)，對(duì)空間天氣進(jìn)行預(yù)報(bào)和預(yù)警。

別看一臺(tái)小天線的直徑只有6米，當(dāng)313個(gè)小天線協(xié)同觀測(cè)，就能形成虛擬的超大口徑天線，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽爆發(fā)活動(dòng)的高精度成像觀測(cè)。

協(xié)助夜天文觀測(cè) 已成功探測(cè)到脈沖星

在圓環(huán)中心的定標(biāo)塔下面，就是中央機(jī)房，其實(shí)在我們腳下，每座天線和中央機(jī)房之間，都有不同的電纜實(shí)時(shí)傳輸著觀測(cè)數(shù)據(jù)，科研人員每天都在對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。“邊建設(shè)、邊調(diào)試、邊運(yùn)行”，其實(shí)從2021年3月開始，圓環(huán)陣望遠(yuǎn)鏡就已經(jīng)獲取了大量太陽活動(dòng)的圖像和數(shù)據(jù)。

而且，不只是觀測(cè)太陽，圓環(huán)陣望遠(yuǎn)鏡獨(dú)有的大視場(chǎng)高質(zhì)量成像能力，使得在太陽落山后，還能配合射電天文學(xué)家開展夜天文觀測(cè)，比如說，不久前，圓環(huán)陣望遠(yuǎn)鏡就成功探測(cè)到了脈沖星，未來還要對(duì)射電暴進(jìn)行探索，也有望服務(wù)于小行星防御，將充分發(fā)揮重大科技基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)的效能。

觀天逐日、探秘星辰大海，我們也期待圓環(huán)陣太陽射電成像望遠(yuǎn)鏡為我們解開更多空間天氣的密碼，探索更多宇宙奧秘！

獨(dú)特圓環(huán)陣列設(shè)計(jì) 高質(zhì)量監(jiān)測(cè)太陽活動(dòng)

圓環(huán)陣太陽射電成像望遠(yuǎn)鏡就像“千眼天珠”，整個(gè)造型極具科幻感，那么望遠(yuǎn)鏡陣列為什么要設(shè)計(jì)成圓環(huán)形？日地距離約有1.5億公里，這個(gè)地球上的望遠(yuǎn)鏡陣列，何以能迅速掌握太陽的一舉一動(dòng)呢？

據(jù)負(fù)責(zé)人介紹，圓環(huán)陣太陽射電成像望遠(yuǎn)鏡是我國自主研制的太陽射電監(jiān)測(cè)“綜合孔徑相機(jī)”，采用獨(dú)特的圓環(huán)陣列構(gòu)型和原創(chuàng)的單通道多環(huán)絕對(duì)相位定標(biāo)技術(shù)，可以高質(zhì)量監(jiān)測(cè)太陽的爆發(fā)活動(dòng)。

圓環(huán)陣太陽射電成像望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目負(fù)責(zé)人閻敬業(yè)：我們選擇了圓環(huán)形，這樣利用中心定標(biāo)塔它到每一個(gè)天線的距離差不多相等，而且天線在看中心定標(biāo)塔的時(shí)候互相沒有遮擋，可以實(shí)現(xiàn)非常高的定標(biāo)精度。就像我們做光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，我們把鏡頭擦亮，我們拍照的效果就好，那么定標(biāo)如果做得好、相位一致性如果高，這個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡也會(huì)像一個(gè)非常平滑的鏡頭一樣，實(shí)現(xiàn)一個(gè)高質(zhì)量的成像。

捕捉電磁波信號(hào) 利用時(shí)間差預(yù)報(bào)空間天氣

專家介紹，太陽發(fā)生劇烈爆發(fā)時(shí)噴射出的高速等離子團(tuán)往往會(huì)輻射不同頻率的電磁波信號(hào)，這個(gè)望遠(yuǎn)鏡陣列通過“捕捉”這些電磁波信號(hào)，可以在太陽爆發(fā)幾分鐘內(nèi)就發(fā)現(xiàn)它，接下來抓住寶貴的“時(shí)間差”，對(duì)空間天氣進(jìn)行預(yù)報(bào)。

圓環(huán)陣太陽射電成像望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目負(fù)責(zé)人閻敬業(yè)：電磁波傳播是以光速傳播的，到地球只有8分鐘，太陽拋射出來的粒子到地球需要數(shù)十個(gè)小時(shí)，那么我們通過監(jiān)測(cè)射電波就可以提前一兩天甚至兩三天預(yù)測(cè)太陽的爆發(fā)活動(dòng)是不是會(huì)到達(dá)地球、到達(dá)地球的時(shí)間是什么時(shí)候，為我們空間天氣的預(yù)報(bào)和預(yù)警打出提前量。

“超級(jí)望遠(yuǎn)鏡”讓空間天氣預(yù)報(bào)更精準(zhǔn)

圓環(huán)陣太陽射電成像望遠(yuǎn)鏡是我國子午工程二期的標(biāo)志性設(shè)備之一，也是全球規(guī)模最大、性能最強(qiáng)的太陽射電成像望遠(yuǎn)鏡，這個(gè)“超級(jí)望遠(yuǎn)鏡”未來投入運(yùn)行后，將與太陽探測(cè)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)“天地配合”，使我國空間天氣預(yù)報(bào)更加精準(zhǔn)。

子午工程是國家布局的用于研究空間天氣的地基觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)。2012年，子午工程一期15個(gè)站點(diǎn)建設(shè)完成，2019年8月二期啟動(dòng)新增16個(gè)站點(diǎn)的建設(shè)工作。其中，位于四川稻城的圓環(huán)陣太陽射電成像望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目，就是二期工程的重要組成部分。

中國科學(xué)院院士子午工程二期總指揮王赤：空間天氣的源頭來自太陽的爆發(fā)活動(dòng)，所以我們這個(gè)圓環(huán)陣它主要的目標(biāo)，就是要探測(cè)太陽的活動(dòng)，這也是我們子午工程二期的一個(gè)標(biāo)志性的設(shè)備，在我們子午工程整個(gè)的這種日地聯(lián)系的鏈條當(dāng)中，起著一個(gè)舉足輕重的地位。

2021年，我國首顆太陽探測(cè)衛(wèi)星“羲和號(hào)”發(fā)射成功，2022年，我國又發(fā)射了綜合性太陽探測(cè)衛(wèi)星“夸父一號(hào)”，實(shí)現(xiàn)了天基太陽探測(cè)衛(wèi)星的跨越式突破。專家表示，隨著圓環(huán)陣太陽射電成像望遠(yuǎn)鏡的建成和運(yùn)行，天地聯(lián)動(dòng)，將使得我國太陽觀測(cè)能力進(jìn)一步增強(qiáng)。

中國科學(xué)院院士子午工程二期總指揮王赤：“羲和號(hào)”太陽觀測(cè)衛(wèi)星，它對(duì)太陽的外層大氣進(jìn)行探測(cè)，“夸父一號(hào)”主要的科學(xué)目標(biāo)就是研究太陽的磁場(chǎng)、太陽耀斑、日冕物質(zhì)拋射事件，像日冕物質(zhì)拋射事件到了日地之間，也就是行星際空間的時(shí)候，我們需要跟蹤它，所以我們這個(gè)圓環(huán)陣望遠(yuǎn)鏡就開始接力，看它在進(jìn)入行星際空間的傳播是什么樣子的，所以我們通過天地的配合，就可以對(duì)太陽進(jìn)行多個(gè)波段的綜合觀測(cè)，為提高我們空間天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率打下基礎(chǔ)。

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