中國又一射電望遠鏡開工！

2023.09.16

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導讀：未來中國VLBI網的6臺望遠鏡將組成“雙子網”，實現不同天區“雙目標”探測。

作者 |第一財經 金葉子

不論是探月工程還是黑洞照片，VLBI（甚長基線干涉測量）技術都發揮着重要作用，我國也在繼續提升VLBI網絡建設。

9月15日，中國科學院上海天文臺（下稱“上海天文臺”）日喀則40米口徑射電望遠鏡項目在西藏自治區日喀則開工建設，預計2024年底前具備初步觀測能力，2025年底前觀測站整體竣工。

“日喀則望遠鏡將承擔探月四期和深空探測VLBI測定軌任務，促進我國射電天文科學觀測研究發展。”上海天文臺臺長沈志強介紹。

中國科學院上海天文臺供圖

爲何選址日喀則

自嫦娥一號以後，我國系列月球與行星探測任務就採用了測距測速+VLBI的新型測定軌體制。爲更好地執行後續月球與深空探測項目的測定軌任務，上海天文臺承擔了日喀則和長白山兩個40米射電望遠鏡的建設任務。

日喀則40米射電望遠鏡位於西藏自治區日喀則市西側，距離市區約35公里，區域橫跨兩個縣級行政區，是一架大型全可動高精度多用途射電望遠鏡，未來計劃配備8個波段致冷接收機，具有1GHz到100GHz的觀測能力。

上海天文臺射電天文科學與技術研究室主任鄭爲民研究員說，由於VLBI技術本身的特點，望遠鏡之間的距離（基線）越長，所形成的“虛擬的”望遠鏡的“等效口徑”就越大，多個望遠鏡聯合觀測的靈敏度和空間分辨率也越高。VLBI組網時有一個基本要求，東西、南北基線長度越長越好，儘量靠近中國版圖的邊緣。因此，地處我國東北的吉林和西南的西藏成爲上佳選擇。

鄭爲民對第一財經表示，日喀則站址海拔約4100米，空氣乾燥，晴天數多，人跡罕至，電磁波干擾少，是良好的射電望遠鏡建設地點。因此，建成後將有效改善提升我國現有VLBI網構型、增強觀測能力，使中國VLBI網具備“雙子網、雙目標”能力，更好地服務我國深空探測VLBI測定軌任務。

同時，日喀則站址地區的氣候特徵，也有利於開展高頻段射電天文觀測，將拓展在100GHz的高頻段工作能力，推動在超大質量黑洞、緻密天體快速時變及引力波電磁對應體、銀河系動力學研究、高精度天地一體化參考架等一系列天文學前沿領域的研究中取得更多創新性成果。

中國科學院上海天文臺供圖

提升VLBI網觀測能力

上世紀60年代中後期，爲了進一步提高射電天文觀測的本領，射電天文學家利用當時高穩定原子頻標技術和高速磁記錄技術的發展，在傳統的連線干涉儀基礎上，創建了“獨立本振”和“磁介質記錄”爲特點的VLBI技術。1967年美國Broten等人第一次得到了VLBI干涉條紋，開創了射電天文學的一個新領域。

進入上世紀80年代，歐洲、美國、俄羅斯、日本、韓國、澳大利亞和新西蘭VLBI網相繼投入使用。

在葉叔華院士的帶領下，上海天文臺建立了我國第一臺25米口徑的射電望遠鏡，開啓了我國在射電干涉測量技術的發展之路。而隨着2004年我國探月工程正式立項，上海天文臺提出將VLBI技術用於月球探測器的精密測定軌，2007年開始牽頭中國VLBI網圓滿完成了嫦娥一號到五號以及天問一號的 VLBI測定軌任務。“VLBI 技術的加入，使我國探月工程提前了五年”，孫家棟總師曾經評價說。

我國的探月工程，主要分爲“繞”、“落”、“回”三個階段。工程由五大系統組成：運載火箭系統、發射場系統、探測器系統、測控與回收系統和地面應用系統。上海天文臺首次將實時VLBI技術應用於嫦娥一號任務，建立了包括四站一中心組成的中國VLBI網，構建了測控系統VLBI測軌分系統。它是測控系統的重要組成部分，目前已經圓滿完成了探月工程“繞”、“落”、“回”三個階段和我國首次火星探測任務的VLBI測定軌任務。

不過，隨着探月和深空探測事業的推進，對VLBI網也提出了更高要求。根據探月工程四期測軌需求，西藏日喀則和吉林長白山兩臺40米口徑的大型射電望遠鏡建成後，將和現有的4臺望遠鏡聯網形成“六站一中心”的中國VLBI網，中國VLBI網的6臺望遠鏡將組成“雙子網”，實現不同天區“雙目標”探測。

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