日喀则和长白山40米口径射电望远镜落成 我国VLBI网具备“双子网、双目标”能力

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01中国科学院上海天文台建设的日喀则和长白山两台40米口径射电望远镜落成,我国VLBI网升级为“六站一中心”。

02新建成的望远镜采用全实面转台式天线结构保型、全环控保温、全数字化控制等关键技术,观测频率和波段得到拓展。

03由于此,中国VLBI网具备“双子网、双目标”能力,可同时观测2个不同天区的月球与深空探测器。

04此外,两台望远镜将共同助力中国VLBI网在X波段角分辨率提升18%,好于2毫角秒。

05未来,日喀则和长白山两台40米射电望远镜将为我国深空探测器测定轨提供更强的助力,首次任务将是执行2025年“天问二号”小行星探测任务。

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昨天(27日),由中国科学院上海天文台建设运行的日喀则和长白山两台40米口径射电望远镜落成,启用仪式在上海松江、西藏日喀则、吉林长白山同步举行。

从此,我国甚长基线干涉测量(VLBI)网由“四站一中心”升级为“六站一中心”,可同时观测2个不同天区的月球与深空探测器,不仅能更加有力保障探月四期和深空探测任务,还将成为支撑射电天文研究观测的新利器。

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图说:吉林长白山40米射电望远镜 新华社 发(下同)

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图说:西藏日喀则40米射电望远镜

甚长基线干涉测量(VLBI,Very Long Baseline Interferometry)技术,是空间分辨率最高的高精度天文观测技术,其原理是用两台或更多台不同地方的望远镜在同一时间和同样频率下观测同一个具有射电辐射的天体,经过对观测数据的综合处理,“组合”出一台虚拟巨型望远镜。它的最大口径相当于望远镜之间的最大间距,两台望远镜之间距离越远,等效口径就越大,分辨率就越高。

据介绍,上海天文台基于在射电天文领域的深厚积累,牵头中国VLBI网圆满完成嫦娥一号到五号以及首个火星探测器“天问一号”的测定轨任务。

随着我国深空探测事业的推进,对于VLBI网也提出了更高要求,能否同时观测不同天区的两个目标?一个VLBI网的最小组网配置是3台望远镜,而我国原有的VLBI网只有4台望远镜和一个数据处理中心,不足以构建“双子网”。于是,再建两台40米口径射电望远镜的构想被提上议事日程。

日喀则海拔约4100米,人迹罕至,电磁波干扰稀少;长白山保持着自然风貌,鲜有灾害性天气。此外,这两个地方多为晴天,空气干燥,特别适合开展高频段观测。就这样,日喀则和长白山被确定为最终站址。

在探月工程的支持下,中国科学院上海天文台于2023年9月相继启动了长白山和日喀则的40米口径射电望远镜项目建设——这是上海天文台第一次在上海以外的地方建设大型天文观测设施。

“新建成的两台40米射电望远镜,采用了全实面转台式天线的结构保型、全环控保温、全数字化控制等关键技术,大幅度提升面型精度和天线效率,观测频率和波段也大大拓展。”上海天文台台长沈志强介绍。

随着两名新成员加入,中国VLBI网由“四站一中心”升级为“六站一中心”,最长基线即“等效口径”从原先的3200公里拓展到约3800公里,可视天区提高25%,在X波段角分辨率较过去提升18%,好于2毫角秒。两台望远镜将共同助力中国VLBI网具备“双子网、双目标”能力,可同时对深空中两个航天器进行精准观测。

在启动仪式上,探月与航天工程中心副总师唐玉华表示,日喀则和长白山两台40米射电望远镜落成启用,将会为我国深空探测器测定轨提供更强的助力,首次任务将是执行2025年“天问二号”小行星探测任务。

新民晚报记者 郜阳