12月27日，中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)上海天文臺(tái)）在上海松江、西藏日喀則、吉林長(zhǎng)白山三地同步舉行中國(guó)甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量（VLBI）網(wǎng)主題報(bào)告會(huì)暨日喀則和長(zhǎng)白山40米射電望遠(yuǎn)鏡落成啟用儀式。
“我雖然不能親自前往現(xiàn)場(chǎng)，感受這個(gè)重要的時(shí)刻。但我的內(nèi)心感到非常欣喜和喜悅，通過(guò)一代代科技工作者的不懈努力，我深刻感受到了國(guó)家日益強(qiáng)大，科技在不斷發(fā)展。”中國(guó)VLBI網(wǎng)建設(shè)的奠基者之一、上海天文臺(tái)名譽(yù)臺(tái)長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士葉叔華特地準(zhǔn)備了視頻表示祝賀。
上海天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)沈志強(qiáng)表示，兩個(gè)新建站將顯著改進(jìn)我國(guó)VLBI網(wǎng)的構(gòu)型，中國(guó)VLBI網(wǎng)（CVN）由“四站一中心”升級(jí)為“六站一中心”，更加有力保障探月四期和深空探測(cè)任務(wù)的同時(shí)，還將成為支撐射電天文研究觀測(cè)的新利器。此外，兩個(gè)新建站還能成為當(dāng)?shù)靥煳目破战逃闹匾兀龠M(jìn)所在地區(qū)的科技、教育和旅游的發(fā)展。
目標(biāo)星辰大海，VLBI網(wǎng)升級(jí)為“六站一中心”
由于VLBI技術(shù)本身的特點(diǎn)，望遠(yuǎn)鏡之間的距離（基線）越長(zhǎng)，所形成的“虛擬的”望遠(yuǎn)鏡的“等效口徑”就越大，多個(gè)望遠(yuǎn)鏡聯(lián)合觀測(cè)的靈敏度和空間分辨率也越高。
2004年1月，我國(guó)正式啟動(dòng)了探月工程，主要分為“繞”“落”“回”三個(gè)階段，標(biāo)志著我國(guó)的航天工程開(kāi)始跨入月球與深空探測(cè)的大門(mén)。
上海天文臺(tái)基于在射電天文領(lǐng)域的多年積累，組織中國(guó)科學(xué)院天文臺(tái)優(yōu)勢(shì)力量，建立了由上海65米天馬望遠(yuǎn)鏡、北京密云50米望遠(yuǎn)鏡、云南昆明40米望遠(yuǎn)鏡、烏魯木齊南山26米望遠(yuǎn)鏡和上海VLBI數(shù)據(jù)處理中心構(gòu)成的“四站一中心”觀測(cè)網(wǎng)，形成“測(cè)距測(cè)速+VLBI測(cè)角”新型深空測(cè)軌體系。
在“硬件”加持下，包括嫦娥一號(hào)在內(nèi)，我國(guó)探月工程“繞”“落”“回”三個(gè)階段和我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)，均采用了測(cè)距測(cè)速+VLBI的新型測(cè)定軌體制，實(shí)現(xiàn)“八戰(zhàn)八捷”。
沈志強(qiáng)介紹，VLBI在近月制動(dòng)、交會(huì)對(duì)接、月面定位等關(guān)鍵飛控事件中發(fā)揮了不可替代的重要測(cè)軌分系統(tǒng)作用。也正是因?yàn)楦呔萔LBI解決了月球距離測(cè)控瓶頸，使我國(guó)探月工程立項(xiàng)提前了五年。此外，經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展，我國(guó)VLBI技術(shù)能力不斷增強(qiáng)，總體能力已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，形成了鮮明的中國(guó)特色。
但不可忽視的是，在向星辰大海邁進(jìn)的過(guò)程中，現(xiàn)有的“四站一中心”VLBI觀測(cè)網(wǎng)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足我國(guó)后續(xù)深空探測(cè)任務(wù)規(guī)劃中對(duì)不同天區(qū)、兩個(gè)不同探測(cè)器同時(shí)進(jìn)行測(cè)軌的需求。
為此，上海天文臺(tái)組織力量，經(jīng)過(guò)充分調(diào)研論證和慎重選址，提出在我國(guó)東北部的吉林長(zhǎng)白山和西南部的西藏日喀則新建兩臺(tái)40米口徑的射電望遠(yuǎn)鏡。
這兩臺(tái)望遠(yuǎn)鏡的加入，使得中國(guó)VLBI網(wǎng)由“四站一中心”升級(jí)為“六站一中心”，最長(zhǎng)基線將超過(guò)原有上海和烏魯木齊之間約3200公里，拓展到約3800公里，可視天區(qū)提高25%，在X波段角分辨率較過(guò)去提升18%，好于2毫角秒。兩臺(tái)望遠(yuǎn)鏡將共同助力中國(guó)VLBI網(wǎng)具備“雙子網(wǎng)、雙目標(biāo)”能力。
15個(gè)月，2座40米射電望遠(yuǎn)鏡！
2023年5月15日，上海天文臺(tái)新建兩臺(tái)40米口徑的射電望遠(yuǎn)鏡的項(xiàng)目獲得國(guó)家正式批復(fù)。批復(fù)中指出，需要確保新建望遠(yuǎn)鏡支持將于2025年5月發(fā)射的天問(wèn)二號(hào)火星探測(cè)任何及2026年的嫦娥七號(hào)任務(wù)。
這也意味著，兩臺(tái)望遠(yuǎn)鏡需在2025年3月前具備執(zhí)行國(guó)家行星探測(cè)工程任務(wù)的能力。
時(shí)間緊，任務(wù)重。為確保項(xiàng)目按時(shí)交付，上海天文臺(tái)充分調(diào)動(dòng)內(nèi)部的資源和精銳力量，建立了一套專(zhuān)門(mén)的建制化組織架構(gòu)，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各部門(mén)、審議決定重大事項(xiàng)。
項(xiàng)目組按照系統(tǒng)工程的要求推進(jìn)工作，建立了新站周例會(huì)、周報(bào)發(fā)布、天線專(zhuān)題會(huì)、三邊協(xié)調(diào)會(huì)、月度見(jiàn)面會(huì)等制度，并由沈志強(qiáng)任總指揮，全面負(fù)責(zé)項(xiàng)目實(shí)施。
2023年9月，上海天文臺(tái)相繼啟動(dòng)了日喀則和長(zhǎng)白山的40米口徑射電望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目建設(shè)。一個(gè)是在海拔4100米的高原，一個(gè)是在經(jīng)常面臨零下20多度低溫的東北，兩地條件可見(jiàn)一斑。但上海天文臺(tái)的科學(xué)家們，紛紛帶上了安全帽，化身為“工程師”，投入到建設(shè)工作中。
關(guān)鍵部件出所測(cè)試驗(yàn)收、現(xiàn)場(chǎng)施工工藝方案確定、天線系統(tǒng)完成吊裝……在中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第54研究所和第39研究所的通力合作下，兩站建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)。
2024年11月29日，工程總體及專(zhuān)家組對(duì)長(zhǎng)白山40米天線系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)收預(yù)評(píng)審和初步移交；12月13日，日喀則40米天線系統(tǒng)完成驗(yàn)收預(yù)評(píng)審和初步移交；12月19日，兩天線成功獲得VLBI干涉條紋……
1年零3個(gè)月，完成了兩地40米射電望遠(yuǎn)鏡的建設(shè)，是上海天文臺(tái)交出的成績(jī)單?！澳軌蛟谶@么短的時(shí)間里建成，在國(guó)際上也是前所未有的速度?！鄙蛑緩?qiáng)表示。
下一步，世界科技前沿
長(zhǎng)白山和日喀則兩臺(tái)望遠(yuǎn)鏡采用全實(shí)面轉(zhuǎn)臺(tái)式天線的結(jié)構(gòu)保型、全環(huán)控保溫、全數(shù)字化控制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，大幅度提升了面型精度和天線效率，面型精度好于0.3毫米，最終在極端工況下實(shí)現(xiàn)大口徑700 MHz至50 GHz的頻率觀測(cè)，觀測(cè)波段最高還可拓展至100 GHz。
落成啟用儀式現(xiàn)場(chǎng)，中國(guó)科學(xué)院副院長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士丁赤飚在視頻致辭中指出，重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)在建、關(guān)鍵在用。他期待，上海天文臺(tái)能夠發(fā)揮好重大科技基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)科技創(chuàng)新的關(guān)鍵支撐作用，加大開(kāi)放共享力度，力爭(zhēng)在設(shè)施建成初期就早出成果、多出成果。同時(shí)，要依托性能優(yōu)異的設(shè)施平臺(tái)，吸引集聚一批頂尖人才和領(lǐng)軍人才，培養(yǎng)一批青年人才，穩(wěn)定一批工程技術(shù)人才。
“生活在這樣一個(gè)偉大的時(shí)代，既是一種幸運(yùn)，也是一種使命，任何一個(gè)美好的愿望要變成現(xiàn)實(shí)，都要付出不懈的努力和奮斗?！比~叔華相信，日喀則和長(zhǎng)白山40米射電望遠(yuǎn)鏡今后定會(huì)在探月工程，以及小行星、火星、木星等深空探測(cè)任務(wù)中發(fā)揮重要的作用。她同時(shí)寄語(yǔ)現(xiàn)場(chǎng)的科研人員們，肩負(fù)起時(shí)代賦予的使命，以?xún)傻?0米射電望遠(yuǎn)鏡啟用為新的起點(diǎn)，為國(guó)家的科技創(chuàng)新做出更大的貢獻(xiàn)。
沈志強(qiáng)指出，兩臺(tái)40米射電望遠(yuǎn)鏡的建成，將有助于推動(dòng)中國(guó)在超大質(zhì)量黑洞、致密天體快速時(shí)變及引力波電磁對(duì)應(yīng)體、銀河系動(dòng)力學(xué)研究、高精度天地一體化參考架等一系列天文學(xué)前沿領(lǐng)域的研究。
“今年發(fā)射的鵲橋二號(hào)中繼星上，搭載了上海天文臺(tái)研制的月球軌道VLBI試驗(yàn)系統(tǒng)，成功獲得了從地球到月球38萬(wàn)公里的長(zhǎng)距離干涉條紋?？臻gVLBI的同步發(fā)展，將和地面上的六站一中心合力，幫助天文觀測(cè)迎來(lái)新的突破。”沈志強(qiáng)說(shuō)道。
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