平方公里阵列射电望远镜(简称“SKAO”)

据国外媒体报道,平方公里阵列射电望远镜(简称“SKAO”)项目第一次董事会已经制定了未来十年建造地球上最大望远镜的计划。该项目的成员国还批准了数千页文件,内容涉及电力供应、开立银行账户以及与工业承包商的合作。

平方公里阵列(SKA)望远镜将包含大量无线电接收器阵列。这些阵列位于南非和澳大利亚。阵列的分辨率和灵敏度,以及出色的计算支持,将帮助天文学家解决当今物理学中一些最基本的问题。

比如宇宙中的第一代恒星是如何发光的?什么是“暗能量”?这种神秘的能量形式似乎正在加速我们宇宙的膨胀。当然还有一个最基本的问题:是否存在外星文明?SKA具有前所未有的灵敏度,将能够接收任何外星信号传输。

实现新望远镜的最重要的国际条约于上月生效。条约生效后,第一次理事会会议(因疫情改为线上会议)终于能够推动这个酝酿了30年的大型项目。

SAKO项目的创始主任菲尔戴蒙德教授说:“我相信这次理事会会议标志着望远镜的诞生。”

戴蒙德教授说:“英国批准我们的条约后,我们实际上在1月15日成为了一个法律实体。然而,当时我们还是一艘空船。第一次安理会会议的召开,似乎已经按下了开始按钮,这样我们就可以开始在这艘大船上填东西了。”

理事会会议批准了一系列建造望远镜的政策、法规和程序。当然,下一个关键步骤是制造望远镜。预计项目组将于7月份向行业发出招标邀请,预计动土仪式将于年底举行。

英国的扎尔班克天文台是该项目的总部,由于疫情原因,理事会会议只能在网上举行。望远镜的位置位于南非北开普的卡鲁盆地和西澳大利亚的默奇森的不毛之地。望远镜将采用反射天线和偶极天线。反射面天线也叫碟型天线,类似于“大碗”,而偶极天线类似于老式电视的天线。

该项目的目的是建造一个有效接收面积约为1平方公里的望远镜阵列。该系统的接收能力可以覆盖从50兆赫兹到(最终)25兆赫兹的频带。如果改成波长,系统可以覆盖厘米到米的波长。

凭借设计的灵敏度,SKA望远镜将能够探测到距离地球数十亿光年的极其微弱的无线电信号,包括BIGBANG后最初几亿年第一代星系和恒星形成的信号。

SKAO理事会主席凯瑟琳塞萨尔斯基博士说:“我们正在进入一个新时代,我们的巨型望远镜将在未来几十年内共同探索宇宙的奥秘。这背后是全世界很多人多年来的努力。”

英国SKA科学委员会成员、达勒姆大学博士莉亚莫拉比托(Leah Morabito)表示:“这是SKA建设和投入使用过程中的历史性一步。在过去的一年里,世界充满了不确定性。然而,这一历史性的一步鼓励我们展望SKA激动人心的未来。”

刚刚举行的理事会会议由几个已经通过SKA条约的国家牵头,包括望远镜所在的两个国家澳大利亚和南非;意大利、荷兰和葡萄牙;以及作为项目组织总部的英国,总部办公室位于著名的扎尔班克天文台。

来自加拿大、中国、法国、德国、印度、日本、韩国、西班牙、瑞典和瑞士的代表出席了会议。在这个阶段,这些代表以观察员身份出席会议,因为这些国家还没有正式通过条约。然而,所有代表都应在适当的时候通过该条约。

西澳大利亚的偶极天线。建造SKA大概需要7-8年。未来十年,SKA的建设和运营将耗资约20亿欧元(约24亿美元)。

戴蒙德教授解释说:“我们预计建造SKA大约需要7到8年的时间;我们在计划时间表中安排了18个月的额外时间来处理意外情况,直到整个项目建设完成。”

他接着说,“不过,因为这是一个干扰阵列——碟形天线阵列,一旦我们先把它的一部分造出来,我们希望能进行一些早期的科学研究,因为科学界对如何使用这个望远镜还不是很清楚。实际上,我们可能需要4到5年才能使用这些天线。”

像许多大型天文设施一样,SKA项目也引起了人们对正在大规模部署的通信卫星的关注。

对于光学望远镜来说,在视场内经过的航天器会在望远镜的成像上留下条纹。对于SKA等射电望远镜,卫星下行传输可能会对望远镜造成干扰。

戴蒙德教授说,他很高兴看到卫星公司正在积极解决天文学家的担忧。在这些卫星公司中,SpaceX已经发射了1000多颗通信卫星,另一家公司OneWeb计划在未来一年半内部署大约500颗通信卫星。

戴蒙德教授说:“以前,因为OneWeb濒临破产,我们很难和那家公司的任何人交谈。但是既然破产危机解决了,我们可以再和他们建立沟通。我们一直与业界紧密合作。通过签署保密协议,我们可以了解他们的技术方案和规格,然后我们可以提出解决方案,最大限度地减少卫星的影响。”(林云)

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