【科学向未来】
在澳大利亚和非洲,包括中国在内的十多个国家的科技工作者正联合起来,为建造下一代超级射电望远镜(SKA)做准备。这将是人类有史以来建造的最庞大的天文观测设备,也是中国参加的第二大国际合作大科学工程。它汇集了人类在天文学、无线电、信息、通讯、计算机、机械制造等诸多领域的最新科技成果,将主导未来射电天文学50年的发展,有望催生多项重大科学发现,对自然科学和人类文明作出划时代的、革命性的贡献。
人类有史以来最庞大的天文设备
下一代射电望远镜——平方公里阵列射电望远镜(Square Kilometre Array,SKA)是人类有史以来建造的最庞大的天文设备,将开辟人类认识宇宙的又一新纪元。SKA集传统射电天文干涉技术和现代相控雷达技术为一体,体现诸多当代科学技术的最新和最高成就。
SKA由大量小单元天线(2500面15米口径的蝶形天线,250个直径为60米的致密孔径阵和130万只对数周期天线)组成,汇集形成巨大的接收面积从而获得极高的灵敏度,将以千公里的基线获得极高的空间分辨率,将以纳秒级的采样获得精细的时间结构,将以10Pb/s的速率产生超越目前全球互联网总量的大数据,带动E级计算、通信和存储的技术革新。大视场、多波束、高动态、高分辨、大数据等一系列新概念催生的SKA,将颠覆射电天文学的传统研究手段,给天文学研究带来革命性和全新的理念。
SKA将分别在澳大利亚和南非+非洲8国(编者注:以南非为核心的非洲8国)两个台址分阶段进行建设,总部设在英国。SKA第一阶段(SKA1)约建造10%的SKA,2019年开始建设,5年完成。第二阶段(SKA2)建设其余部分的SKA,预计2030年完成。SKA1将只建设反射面天线阵(中高频)和低孔径阵,致密孔径阵(中频)可能放到SKA2阶段进行建设。
SKA具有更高的灵敏度、更大的视场、更高的频率和空间分辨率、更高效的巡天能力,以克服单口径射电望远镜的缺陷和不足。SKA的灵敏度能达到什么程度呢?若50光年以内有飞机飞过,我们能清晰地听到两个飞行员的对话。即便只完成10%的SKA,也将会是全球最卓越的射电望远镜,综合性能远超任何一部单口径射电望远镜。