圆环阵太阳射电成像望远镜通过工艺测试

来源:观察者网

2023-09-28 07:12

据中国科学院国家空间科学中心网站消息,9月27日,国家重大科技基础设施“空间环境地基综合监测网”(子午工程二期)标志性设备之一圆环阵太阳射电成像望远镜顺利通过工艺测试。

圆环阵太阳射电成像望远镜(以下简称圆环阵),位于海拔3820米的四川省甘孜州稻城县嘎通镇,由中国科学院国家空间科学中心牵头建设,占地面积约1平方公里,由313部直径6米的抛物面天线构成,均匀分布在直径为1公里的圆环上,是目前全球规模最大的综合孔径射电望远镜,被当地居民称作“千眼天珠”。

太阳是地球空间天气事件的源头。太阳打喷嚏,地球可能会“感冒”,这就是空间天气的因果链。要想理解日地空间环境系统和空间天气因果链,就要对太阳和日地空间传播链条进行高质量监测,圆环阵就是为此而建设的。它不但能监测太阳的各种爆发活动,还能监测太阳风暴进入行星际的过程,这对于理解太阳爆发机制和日地传播规律,预测太阳活动对地球的影响具有重要作用。

图自中国科学院国家空间科学中心网站,下同

要实现圆环阵的科学观测目标,313部天线和626条接收链路都要具有非常好的幅度和相位一致性。在建设过程中,项目团队攻克了一系列关键核心技术,提出了原创的圆环阵列构型和中心定标总体方案,突破了单通道多环绝对相位定标等关键技术。此次工艺测试表明,圆环阵太阳射电成像望远镜实现了最大视场达到10个太阳半径的连续稳定的太阳射电成像与频谱观测能力,各项技术指标达到或优于初步设计报告的指标要求。

为了保证建设质量和工期,项目采取了“三步走”的研制方案,即2单元技术摸底、16单元成像实验和313单元系统建设。本着“边建设、边调试、边运行”的原则,自2022年3月起,16单元成像实验系统就已经开始获取太阳成像数据,迄今已积累了大量太阳活动图像和频谱数据。2023年3月,正处于系统调试阶段的圆环阵,开展了我国首次基于射电图像序列的脉冲星探测实验,从连续射电图像中成功识别出脉冲星闪烁。5月,圆环阵与欧洲低频阵列(LOFAR)开展了联合观测实验,实现了交叉验证。7月,圆环阵已具备连续稳定高质量监测太阳活动的能力,脉冲星成像等射电天文观测能力得到初步验证,开启了科学试观测。

下个阶段,圆环阵将在白天观测太阳活动,为太阳物理和空间天气研究提供长时间序列高质量数据,并与子午工程的其它监测设备开展联合观测。考虑到监测太阳每天只需要8小时,为了充分发挥国家重大科技基础设施的综合效能,圆环阵还将与五百米口径球面射电望远镜“中国天眼”、“中国复眼”雷达阵列、三亚非相干散射雷达等国家重大科技基础设施开展联合观测,有望在低频射电巡天、脉冲星、快速射电暴和行星防御监测预警等领域发挥重要作用。

责任编辑:范维
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