標題: 亞洲最大無線電望遠鏡──上海佘山65M無線電望遠鏡
songpo (簡明毅)
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“佘山大耳”:助嫦娥三号精确定轨        发布时间:2012年03月21日 10:08
来源:科技日报   作者:王婷婷 综合报道        
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  如果把光学望远镜比作探测深空的锐利眼睛,射电望远镜就像一只灵敏的耳朵,捕捉宇宙中的射电辐射,倾听着来自遥远空间的微弱呻吟。
  图说
  亚洲最大可转动射电望远镜即将建成
  65米口径可转动射电天文望远镜工程正在上海佘山脚下紧张施工,这将是亚洲最大的该类型射电望远镜,总体性能在国际上处于第四位。
  这台望远镜属于中国科学院和上海市政府重大合作项目,预计将于今年下半年建成。
  性能
  主反射面的面积相当于8个篮球场
  这台被媒体称为“佘山大耳”的射电望远镜,口径65米,高70米,重达2700吨,主反射面的面积相当于8个篮球场。
  如果把光学望远镜比作探测深空的锐利眼睛,射电望远镜就像一只灵敏的耳朵,捕捉宇宙中的射电辐射,倾听着来自遥远空间的微弱呻吟。
  与直接成像的光学天文望远镜不同,射电天文望远镜的工作原理,是通过接收天体的射电波来确定遥远天体的结构,望远镜的口径越大,其分辨率和灵敏度就越高,越能接收到来自遥远天体的微弱电波信号。上海65米射电天文望远镜建成后,总体性能仅次于美国的110米射电望远镜、德国的100米射电望远镜以及意大利的64米射电望远镜,位列全球第四。
  利用世界最先进设备增强“听力”
  据介绍,科学家用了许多世界最先进的设备来增强65米射电望远镜的“听力”:用于接收宇宙射电信号的主反射面,由14环1008块高精度实面板组成,每块面板比镜子还光滑,精度误差不超过0.1毫米;高灵敏度的制冷接收机,在绝对温度15K(摄氏零下258度)的高真空低温下,仔细辨别来自宇宙的射电信号;并且采用高精度高频率稳定度(10—15量级)的氢原子钟,以及上海天文台自主研发的数据采集系统,采样速率高达每秒1GB……
  跟踪特定天体可全方位转动
  为了更好地跟踪某个特定天体,这个巨大“耳朵”还能全方位转动。专家介绍,有风吹过,或者温度、湿度的变化,都会影响它的“听力”。此外,2700吨庞大身躯所承受的重力也会使主反射面变形。所以望远镜的桩基深入地下达65米,使其能够站得稳。同时,望远镜上每4块实面板相交处,都装有先进的促动器,可以对实面板作细微调节,精度达到0.3毫米。并且它还能在包括航天工程常用波段在内的8个波段上实现1分钟快速切换观测。
  作用
  成为VLBI重要成员
  权威专家评价,上海65米射电天文望远镜建成后,将成为我国甚长基线干涉网(VLBI)的重要成员,并在射电天文、天文地球动力学和空间科学等多种学科中成为我国乃至世界上一台主干观测设备,做出一流的科学成果。
  所谓甚长基线干涉,就是将几台分布在不同地点的射电望远镜联网同时工作,通过无线电波干涉的方法,综合成一个巨大口径的“超级望远镜”,以提高天文观测的角分辨率和测量精度。
  目前,我国的VLBI网由上海25米直径、北京50米直径、昆明40米直径和乌鲁木齐25米直径等4台射电天文望远镜,以及上海数据相关处理中心组成。在我国首次月球探测工程中,我国的VLBI网与航天测控网一起,圆满完成了嫦娥工程中的测轨任务。
  据计算,如果用65米射电天文望远镜替代原来的上海佘山25米射电望远镜,我国VLBI网的灵敏度将提高42%;如果参加欧洲VLBI网,将使其灵敏度提高15%—35%,在中日韩三国共建的东亚VLBI网中,也将会发挥主导作用。
  为“嫦娥三号”精确定轨
  根据我国探月计划,到2013年,我国将发射“嫦娥三号”,同时释放月球车。届时,已建成的“佘山大耳”将发挥它的威力,参与跟踪“嫦娥三号”脚步。并与昆明、密云、乌鲁木齐的另外三台射电望远镜一起,为我国“嫦娥三号”的落月探测任务作更精确的定轨。
  据中科院上海天文台台长洪晓瑜透露,新望远镜不但能胜任这一挑战,而且在未来更困难的火星探测中,也将发挥重要作用。据介绍利用上海65米射电望远镜组成的VLBI网,在嫦娥探月工程二期、“萤火一号”火星探测工程中,可以进行更加精确的定位和定轨,以便用更短的时间来测量航天器的瞬时位置;同时,还有望使我国摆脱对国际地球自转服务机构的依赖,在数小时内自行快速精确测量地球自转参数,以便供航天器快速精确定位和定轨。
  可满足更遥远星球探测数据接收需要
  此外,上海65米口径射电望远镜建成后,还将进一步推进我国嫦娥探月项目的重力异常探测,以及“萤火一号”对火星的重力探测和掩星观测;在技术上,也完全可以满足火星探测以至更遥远的木星探测、土星探测的下行科学数据接收的需要。
  选址
  落户佘山桃园 远离市区辐射干扰小
  绝大多数天体离地球非常遥远,要将它们分辨出来,需要极其灵敏的“听力”。所以,大射电望远镜的观测虽然不受天气阴晴影响,但在选址中对无线电环境要求很高。调频电台、电视、手机以及其他无线电数据的传输都会对射电望远镜的观测造成干扰,就好像在交头接耳的会议上无法听清发言者讲话一样。大射电望远镜项目要求,台址半径5公里之内必须保持宁静,电磁环境不受干扰。
  65米望远镜的选址让天文学家颇费了一番思量:既要方便值守,又要尽量避开地面辐射干扰。最终选定佘山脚下西南方的一片桃园,因为这里距城市较远,辐射干扰小;离曾为“嫦娥一号”绕月的定轨作出卓越贡献的佘山25米射电望远镜则只有4公里之遥,是个理想的观测点。
  延伸
  中国天文望远镜家族“高手林立”
  LAMOST:天体光谱捕捉强手 博采天体“DNA”
  大天区面积多目标光纤光谱望远镜LAMOST是一台横卧于南北方向的中星仪式反射施密特望远镜。
  2008年10月,耗资2.35亿元、历时12年、有“光谱工厂”美誉的LAMOST在国家天文台河北兴隆观测站正式落成,步入系统调试、软件集成、数据处理和使用阶段。LAMOST是一架反射施密特望远镜,是世界上最大的大视场望远镜,焦面上设置4000根光纤,将超过美国,成为目前世界上获取光谱能力最强的仪器。
  FAST:最大射电望远镜 搜索地外文明
  世界最大的500米口径射电望远镜(FAST)是国家“十一五”拟建设的重大科学装置,于2007年7月正式立项。FAST将固定安放在贵州黔南州平塘县的大窝凼洼地中。工作时使用直径300米的照明区域,随着天体的转动,照明区域在500米的大球面上移动。FAST预计将于2014年竣工,建成后将是世界上最大的射电望远镜。地外文明的搜索将是FAST的科学目标之一。
  CSTAR:最先登陆南极最高点 寻找超新星
  2006年年底,我国天文学家和天文仪器专家共同提出了首台南极天文设备的研制计划,即中国南极小望远镜阵CSTAR的研制。CSTAR是由4台14.5厘米口径的大视场望远镜装在同一个机架上构成的小望远镜阵,其科学目标主要是进行变星监测及统计分析,寻找系外行星、超新星等。CSTAR于2008年1月12日顺利抵达并安装在南极内陆最高点冰穹A。2008年8月,CSTAR成功观测南极星空,并开始向国内传回图像信息。
  CSTAR是国际天文界首次安装在南极内陆最高点冰穹A的天文望远镜。




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高清:亚洲第一的上海65米射电望远镜正式落成送交者: 海狼 [大司徒★★★★☆] 于 October 29, 2012 10:59:07 已读 4943 次 @海狼@的微博



我巨型射电望远镜用途不可小觑 可反隐身飞机:远镜在上海松江佘山正式落成启动。这台高70米、重约2700吨、口径65米的巨型射电望远镜综合性能可排亚洲第一、世界第四


 
  

  10月28日,亚洲最大的射电望远镜在上海松江佘山正式落成启动。这台高70米、重约2700吨、口径65米的巨型射电望远镜综合性能可排亚洲第一、世界第四,将参与我国嫦娥探月工程、火星探测及其他深空探测任务。
  对于射电望远镜,很多人认为它只是一种天文学研究的设施,殊不知,在冷战期间,射电望远镜曾经被广泛用于军事用途。
  射电望远镜 中国领先全球
  与直接成像的光学天文望远镜不同,射电天文望远镜的原理是用外形像碟状的天线,接收无线电波来确定航天器的位置和轨道。因此这个射电望远镜的口径越大,它的探测范围越远,也就是“视力”越好,能接收遥远天体发出的微弱电磁波信号。
  据法新社报道,落户上海松江佘山的这台射电望远镜的主反射面积为3780平方米,相当于9个标准篮球场,由14圈共1008块高精度实面板拼装成,每块面板单元精度达到0.1毫米。
  虽然体积庞大,但这座射电望远镜能在方位和俯仰两个方向转动,以高精度指向需要观测的天体和航天器,最高指向精度优于3角秒,也就是钟表秒针跳 动一次所转过角度的1/7200。而且,这座射电望远镜主反射面的安装采用了国内首创的主动面技术,在面板与天线背架结构的连接处安装了1104台促动 器,以补偿跟踪观测中重力引起的反射面变形,提高高频观测的天线接收效率。高精度促动器的单位精度可达15微米,即一根头发丝的一半左右。
  目前,世界上最大的单口径射电望远镜是美国在波多黎各的阿雷希波天文台建造的,不过据英国的“中国军事新闻”网站报道,到了2016年,这一 “桂冠”将会发生改变。中国已经开始一个射电望远镜项目的建造,该射电望远镜的能力是阿雷希波射电望远镜的3倍,具体地点位于中国西南部的贵州省。这个项 目预计将花费四年时间。
  射电望远镜的外形差别很大,有固定在地面的单一口径的球面射电望远镜,有能够全方位转动的类似卫星接收天线的射电望远镜,有射电望远镜阵列,还 有金属杆制成的射电望远镜。未来在中国贵州建造的500米直径射电望远镜就属于前者,该望远镜将包括一系列电动机,以改变碟型卫星天线常规的外形,因此它 能够扫描到天空的大部分。天文学家们预测这个500米直径的射电望远镜将揭开新的星系,并且完成了对70亿光年距离的深空目标的观测。
  据美国媒体报道,500米直径射电望远镜项目涉及了中国众多高科技领域,如天线制造、高精度定位与测量、高品质无线电接收机、传感器网络及智能 信息处理、超宽带信息传输、海量数据存储与处理等。它将拥有约30个足球场大的接受面积,建成后将成为世界上最大的单口径射电天文望远镜。与其他望远镜不 同,它既不是架在山顶,也不遨游太空,而是在贵州一片喀斯特洼地中立足,犹如一只巨大的“天眼”,监测着遥远天空中的一举一动。
  军事用途不可小觑
  可能有人会说射电望远镜对国家安全没什么作用。但是翻开射电望远镜的发展历史,就会令人大吃一惊。目前还是世界最大的阿雷希波射电望远镜及其庞大的辅助系统始建于美苏冷战最激烈的1963年,这座射电望远镜直接由美国国防部投资建设。
  据后来解密的军事材料显示,冷战时期的美苏双方都在积极地发展更强悍的核武器和射程更远的弹道导弹。但随之而来的问题是,美苏双方都能确保自己 拥有足够的核武器将对方摧毁数次,而谁能先探测到对方弹道导弹行动则成为“更为重要的能力”。在没有先进的军事间谍卫星和导弹预警卫星的情况下,高精度、 大口径射电望远镜担负起了“弹道导弹预警”的重任。
  这一时期,美国和前苏联分别在自己的势力范围内,寻找重要的观测地点,修建射电望远镜。据美国《军事历史》杂志报道,波罗的海岸边,拉脱维亚范 特斯比尔斯市北部30公里处的一个森林里有一座直径为32米的射电望远镜。这个军事基地其实包括3座射电望远镜。当时基地内还有保证2000名以上科学人 员、军事官员和士兵及其家庭生活的所有必要设施。这一神秘基地曾经的秘密代码是“小行星”。这三座射电望远镜都是由前苏联海军方面在1960年底建设的。 一位前苏联克格勃回忆称,这三座射电望远镜扮演着“截取无线电信号,监听北约国家电话交谈”的角色。
  范特斯比尔斯市国际射电天文学中心目前留有32米直径(RT-32)和16米直径(RT-16),两座射电望远镜,而最小的8米直径的射电望远 镜在俄罗斯人撤离时被运走了。1994年,当俄罗斯军队必须从拉脱维亚撤离时,撤离部队对这两座射电望远镜的电机及主要系统部件都泼上了硫酸,并将电缆割 断,带走了所有文件。当时甚至有人提出,要将两座带不走的大型射电望远镜实施爆炸摧毁,幸运的是最后时刻在拉脱维亚天文学家的成功劝说下,俄罗斯国家科学 院打来电话,爆炸行动最后被取消。
  如今,在欧盟的帮助下,拉脱维亚对这两座射电望远镜进行了修复,使其变成了民用科学设施。如今重达600吨的RT-32仍是北欧地区最大的射电望远镜,它能够“看到声音”,就像一只蝙蝠,通过捕捉人眼无法看到的电波和射线,然后将其变为脑海中的一幅图像。
  可用于反隐形技术
  随着军事科技的日新月异,到了21世纪的今天,由于卫星技术和信息技术的快速发展,射电望远镜在监听弹道导弹活动方面的作用似乎已经被人们淡忘。那么射电望远镜就已难以发挥军事用途了吗?当然不是,一些西方军事学者正在探讨利用射电望远镜来进行反隐形飞机。
  有军事专家认为,侦察敌方任何战斗机以及隐形轰炸机最好的方法就是利用射电望远镜。因为它只接收无线电波,而不像雷达那样发射无线电波。每个飞 行器都会有发动机噪音信号,而且这种信号能够用来区分不同类型的飞机,尽管一些战斗机在设计上对发动机喷气口进行了掩蔽,或者用滤波器加以清除。
  反隐形技术主要基于的目的是,一架隐形飞机对于探测雷达和红外传感器来说仍然是不可见的,特别是在非常远的距离范围之外。因此,反隐形工作已经 转为搜索隐形飞机身后的背景环境。在探测背景环境时,由于隐形飞机采用了吸附雷达波的材料,必然会在环境中留下一个“黑影”或空白的形状。这就像在日食的 时候,能够精确地指出月亮的运动轨迹,尽管人们此时根本就见不到月亮本身。
  隐形飞机采用的都是可吸收雷达波的材料,或者在外形上采用锐角或平滑的设计方案,将雷达波反射到不同方向,远离雷达装备。根据红外探测的基本原 理,隐形飞机都会采取手段将发动机和其他发热的部位的热辐射最小化,从而达到隐形的目的。通过先进的红外传感器和红外探测技术,这一隐形技术完全有可能失 效,因为红外探测装置可以搜索隐形飞机的背景环境,而不是隐形飞机本身。
  目前,反隐形技术主要有三种方式:第一是空基手段,主要是利用飞机搭载侧视空基雷达和前视红外装备,探测敌方的 隐形飞机;第二是卫星手段,主要由卫星配备下视传感器,利用地球表面作为背景,侦察敌方的隐形飞机;第三是地面手段,利用地面部署的雷达设施,例如高精度 的射电望远镜就能够担负这一职责。如今,星体发出的射电图谱已经为各个国家所熟知,因此可以假定,如果任何星体没有在探测屏幕或输出装置上被观测到,那就 是这个星体很可能被某个飞行器(沿着射电望远镜与该星体之间的视线飞行)所遮掩。如果采用更多的这种地面探测装置,只要所有的友方或敌方飞行器飞经射电望 远镜的可视区域,就能够通过三角测量计算,对飞行器进行精确的三维定位,准确率非常之高。
  不过,也有反对者指出,射电望远镜体积庞大,很容易被军事间谍卫星观察到,并不安全。但也有人反驳,从外表看,射电望远镜像一个有线电视或卫星电视的接收器,不排除是当地电视台的设施,所以很难判断它是否具有军事用途。
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2012年10月29日 | 责任编辑: 刘芳宇 | 来源:新华网
  新华网上海10月28日电(记者张建松、孙青)在风光秀丽的上海佘山脚下,总体性能名列全球第四、亚洲第一的上海65米射电望远镜正式落成。中国科学院上海天文台28日在佘山基地举行落成仪式,同时还举行了上海天文台成立50周年暨建台140周年庆典活动。
  记者在上海天文台佘山基地现场看到,高70米、重约2700多吨的上海65米射电望远镜,矗立在直径为42米的方位轨道上,银白色的望远镜在蓝天下十分雄伟。现场启动后,巨大的望远镜在方位轨道上缓缓转动,同时,形如一只“银白色大碗”的望远镜天线系统,也从“昂首状态”缓缓“转过头来”,5000个七彩气球从“大碗”里飞向天空,蔚为壮观。
  与直接成像的光学天文望远镜不同,射电天文望远镜的工作原理,是通过接收天体的射电波来确定遥远天体的结构。建设大型射电望远镜系统涉及多个技术领域,是一个国家科技实力的体现。
  上海65米射电天文望远镜共有8个接收波段,是我国目前口径最大、波段最全的一台全方位可动的高性能的射电望远镜,总体性能仅次于美国的110米射电望远镜、德国的100米射电望远镜和意大利的64米射电望远镜。
  上海65米射电望远镜由中国科学院、上海市政府和中国探月工程专项共同出资建造,中科院上海天文台负责运行。自2009年奠基以来,上海天文台与中国电子科技集团、上海交通大学等多家建设单位紧密合作,瞄准国际前沿,坚持自主创新为主,积极借鉴国外先进经验,开展关键技术攻关,取得了多项创新性科研成果。
  望远镜的主反射面面积为3780平方米,相当于9个标准篮球场,由14圈共1008块高精度实面板拼装成,每块面板单元精度达到0.1毫米,代表了国内大尺度高精度面板设计与制造技术的最高水平。
  主反射面的安装采用了国内尚属首创的主动面技术,在面板与天线背架结构的连接处安装了1104台促动器,以补偿跟踪观测中重力引起的反射面变形,提高高频观测的天线接收效率。高精度促动器的单位精度可达15微米,即一根头发丝的一半左右。
  上海65米望远镜的轨道还在国内首次采用了全轨道焊接技术,精密加工成的重达6吨的单根轨道平面度达到0.1毫米,在解决了轨道焊接变形等多项技术难题后,使得一条由30段焊接而成的直径为42米的轨道整体平面度达到了0.45毫米,为保证天线轴系精度奠定了基础。
  据悉,上海65米射电望远镜落成以后,上海天文台将进行紧张的调试,争取明年开始进行天文观测,并在我国航天工程应用中发挥重要作用。

    10月28日,在风光秀丽的上海佘山脚下,总体性能名列全球第四、亚洲第一的上海65米射电望远镜正式落成。中国科学院上海天文台在佘山基地举行了隆重的落成仪式,同时还举行了上海天文台成立50周年暨建台140周年庆典活动。新华社记者 张建松 摄
本贴由[一了]最后编辑于: 31日/10月/2012 11时42分46秒


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中國科學院上海天文台                                                                                                                                                                        維基百科,自由的百科全書
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上海天文台,天文大廈


中國科學院上海天文台,創建於1962年,位於徐匯區南丹路80號。上海天文台的前身是法國天主教耶穌會於1872年建立的徐家匯天文台(蒲西路221號)和1900年在松江建立的佘山天文台。目前天文觀測主要在佘山進行。
上海天文台目前有職工二百多人,其中國科學院院士1名,中國工程院院士1名,博士生導師30名,研究員39名,其他專業技術人員147名。上海天文台是中國國內天文學一級學科博士和碩士學位授予點,擁有天文學博士後流動站,在讀研究生110名,博士後9名。天文台下轄天文地球動力學研究中心,星系宇宙學研究中心,甚長基線干涉測量(VLBI)研究室和天文技術研究室。
上海天文台主要從事宇宙學研究,空間天文觀測和相關運用,天文光學設備研究開發,時間標準和同步設備研發,並輔助和支持國家的宇航發展計劃。
目錄
歷任台長
  1. 李珩(1962年-1981年)
  2. 葉叔華(1981年-1993年)
  3. 趙君亮(1993年-2003年)
  4. 洪曉瑜(2007年-)
參考文獻 外部連結 參見