“上海65米射電望遠鏡系統研制”項目榮獲2018年度上海市科學技術獎特等獎

文章來源:上海天文臺  |  發布時間:2019-05-15  |  【打印】 【關閉

  

   515日上午,2018年度上海市科學技術獎勵大會在上海展覽中心隆重舉行。中國科學院上海天文臺主持的“上海65米射電望遠鏡系統研制”項目榮獲上海市科學技術獎特等獎。

  上海65米射電望遠鏡于200810月底立項,20091229日奠基,2010319日開始現場建設,20121028日的落成標志著望遠鏡工程建設任務的初步完成。20171027日,上海天文臺天馬望遠鏡通過總體驗收。 

  大型射電望遠鏡是深空探測器導航和天文學研究等領域的關鍵基礎設施,代表了一個國家的綜合創新能力。我國先后建設了口徑為25米至50米等4面射電望遠鏡,它們與上海VLBI(甚長基線干涉測量)中心一起圓滿完成了嫦娥一號精密測定軌任務。但與國際先進水平相比,我國當時的射電望遠鏡天線口徑小、觀測頻率低,嚴重制約著未來執行國家深空探測重大任務和開展射電天文觀測研究能力。由此,從2008年起,中國科學院、上海市和探月工程聯合出資,由上海天文臺負責開始研制一臺具有多種科學用途的世界級大型射電望遠鏡系統即上海65米射電望遠鏡,建設地點在上海市松江佘山基地。 

  建設大型射電望遠鏡,需要攻克高精度指向、高接收效率、低溫寬頻帶接收、復雜靈活控制、綜合性能測試和模型建立等一系列技術難題,是一個國家綜合創新能力的集中體現。上海天文臺聯合中電54所、上海交通大學、中電16所等單位,攻克了40多項關鍵技術,通過集成創新,建成了我國第一臺性能先進功能齊全的全可動大型射電望遠鏡系統,實現了我國建設世界級大型射電望遠鏡的目標。該系統綜合性能指標在同類型望遠鏡中位列世界前三,極大地提升了我國探月衛星和深空探測器測定軌能力、國際VLBI和射電天文觀測能力。該望遠鏡落成至今已穩定運轉七年。取得的主要技術創新內容有: 

  攻克并掌握了大型高精度天線、主反射面主動調整系統、致冷接收機、控制軟件系統、綜合測試和模型建立等大型射電望遠鏡研發核心關鍵技術,首次建成了性能先進功能齊全的全可動大型射電望遠鏡系統,實現了3角秒的高精度指向,實現了在1.2-50GHz八個波段任意仰角好于50%的高效率。[i] 

  研發了國內首套大型射電望遠鏡主反射面主動調整系統;在國內首次采用了高精度焊接環型整體軌道設計與制造技術;實現了對主反射面的重力形變和副反射面的位姿變化的高精度測量及其修正模型的構建。 

  該望遠鏡成為了我國月球和深空探測器測軌定位的國之重器,作為主力測站為嫦娥三號和四號的成功做出了突出貢獻。大幅提升了我國參加國際VLBI觀測和射電天文觀測能力,運行早期就取得一系列原創性觀測成果。[ii] 

  天馬望遠鏡研制過程中攻克的關鍵技術對今后大型射電望遠鏡研發有重要應用價值,整個項目的實施培養和鍛煉了一支具有射電天文研究、設備研制的優秀隊伍。在系統的研發和應用中,獲得授權專利33項,發表論文143篇,培養博士生15名,碩士生31名。 

  該項目以“亞洲第一射電望遠鏡建成”入選了2012年中國十大科技進展新聞、2012年度國防科技工業十大新聞、2012年上海十大科技進展第一名和2012年度“十大天文科技進展”等獎項,天馬望遠鏡還入選了中國科學院改革開放40周年40項標志性重大科技成果、上海科技創新五大亮點,中央電視臺等幾十家媒體多次報道,產生了重大社會影響。

   天馬望遠鏡將繼續服務嫦娥五號、火星探測器、探月四期(我國的月球極區探測計劃)、小行星探測等的測定軌任務,也將繼續脈沖星、大質量恒星形成和演化、活動星系核、X射電雙星等的觀測研究。 

    

  延伸閱讀: 


 

  [i]具體內容:

   1開展大型射電望遠鏡的集成創新技術研究,首次且快速建成了性能先進功能齊全的大型射電望遠鏡系統,標志著我國完全掌握了大型射電望遠鏡研發核心技術。 

    2 研發了7套致冷接收機,觀測帶寬達到1.2-50GHz。自主研發的K22GHz附近)和Q波段(43GHz附近)雙波束致冷接收機綜合性能達到國際先進水平。 

    3綜合發展了5項創新性技術,實現了3角秒高精度指向,為國際先進水平。 

    4采用先進軟件架構,完成研發了由數百個功能模塊組成的控制軟件系統,實現了望遠鏡的自動觀測和運行。 

  [ii] 具體內容:

  1)天馬望遠鏡為我國深空探測帶來新的突破,大幅提高了我國VLBI測定軌能力,圓滿完成嫦娥二號、三號、探月三期飛行試驗器VLBI測定軌任務、嫦娥四號的VLBI測定軌及中繼星天線在軌標定任務,做出了關鍵貢獻。 

  (2)天馬望遠鏡以其超高靈敏度成為國際VLBI網重要測站,顯著提升國際VLBI網的整體觀測能力和我國在國際VLBI網中的顯示度。該望遠鏡作為歐洲VLBI網、國際測地網(測量地球自轉、世界時等的VLBI網)、東亞VLBI網的一個高靈敏度測站,大幅提升了各網的靈敏度,多次被選為基準參考站(即以天馬望遠鏡為基準處理其它測站的數據)。 

  3)在脈沖星和譜線(水、一氧化碳、甲醇、乙醇等分子的發射或吸收的信號)射電天文研究中取得一系列原創性觀測成果,實現了對外開放,贏得了國際同行的矚目。 

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