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“上海65米射电望远镜系统研制”项目荣获2018年度上海市科学技术奖特等奖

文章来源:上海天文台  |  发布时间:2019-05-15  |  【打印】 【关闭

  

   515日上午,2018年度上海市科学技术奖励大会在上海展览中心隆重举行。中国科学院上海天文台主持的“上海65米射电望远镜系统研制”项目荣获上海市科学技术奖特等奖。

  上海65米射电望远镜于200810月底立项,20091229日奠基,2010319日开始现场建设,20121028日的落成标志着望远镜工程建设任务的初步完成。20171027日,上海天文台天马望远镜通过总体验收。 

  大型射电望远镜是深空探测器导航和天文学研究等领域的关键基础设施,代表了一个国家的综合创新能力。我国先后建设了口径为25米至50米等4面射电望远镜,它们与上海VLBI(甚长基线干涉测量)中心一起圆满完成了嫦娥一号精密测定轨任务。但与国际先进水平相比,我国当时的射电望远镜天线口径小、观测频率低,严重制约着未来执行国家深空探测重大任务和开展射电天文观测研究能力。由此,从2008年起,中国科学院、上海市和探月工程联合出资,由上海天文台负责开始研制一台具有多种科学用途的世界级大型射电望远镜系统即上海65米射电望远镜,建设地点在上海市松江佘山基地。 

  建设大型射电望远镜,需要攻克高精度指向、高接收效率、低温宽频带接收、复杂灵活控制、综合性能测试和模型建立等一系列技术难题,是一个国家综合创新能力的集中体现。上海天文台联合中电54所、上海交通大学、中电16所等单位,攻克了40多项关键技术,通过集成创新,建成了我国第一台性能先进功能齐全的全可动大型射电望远镜系统,实现了我国建设世界级大型射电望远镜的目标。该系统综合性能指标在同类型望远镜中位列世界前三,极大地提升了我国探月卫星和深空探测器测定轨能力、国际VLBI和射电天文观测能力。该望远镜落成至今已稳定运转七年。取得的主要技术创新内容有: 

  攻克并掌握了大型高精度天线、主反射面主动调整系统、致冷接收机、控制软件系统、综合测试和模型建立等大型射电望远镜研发核心关键技术,首次建成了性能先进功能齐全的全可动大型射电望远镜系统,实现了3角秒的高精度指向,实现了在1.2-50GHz八个波段任意仰角好于50%的高效率。[i] 

  研发了国内首套大型射电望远镜主反射面主动调整系统;在国内首次采用了高精度焊接环型整体轨道设计与制造技术;实现了对主反射面的重力形变和副反射面的位姿变化的高精度测量及其修正模型的构建。 

  该望远镜成为了我国月球和深空探测器测轨定位的国之重器,作为主力测站为嫦娥三号和四号的成功做出了突出贡献。大幅提升了我国参加国际VLBI观测和射电天文观测能力,运行早期就取得一系列原创性观测成果。[ii] 

  天马望远镜研制过程中攻克的关键技术对今后大型射电望远镜研发有重要应用价值,整个项目的实施培养和锻炼了一支具有射电天文研究、设备研制的优秀队伍。在系统的研发和应用中,获得授权专利33项,发表论文143篇,培养博士生15名,硕士生31名。 

  该项目以“亚洲第一射电望远镜建成”入选了2012年中国十大科技进展新闻、2012年度国防科技工业十大新闻、2012年上海十大科技进展第一名和2012年度“十大天文科技进展”等奖项,天马望远镜还入选了中国科学院改革开放40周年40项标志性重大科技成果、上海科技创新五大亮点,中央电视台等几十家媒体多次报道,产生了重大社会影响。

   天马望远镜将继续服务嫦娥五号、火星探测器、探月四期(我国的月球极区探测计划)、小行星探测等的测定轨任务,也将继续脉冲星、大质量恒星形成和演化、活动星系核、X射电双星等的观测研究。 

    

  延伸阅读: 


 

  [i]具体内容:

   1开展大型射电望远镜的集成创新技术研究,首次且快速建成了性能先进功能齐全的大型射电望远镜系统,标志着我国完全掌握了大型射电望远镜研发核心技术。 

    2 研发了7套致冷接收机,观测带宽达到1.2-50GHz。自主研发的K22GHz附近)和Q波段(43GHz附近)双波束致冷接收机综合性能达到国际先进水平。 

    3综合发展了5项创新性技术,实现了3角秒高精度指向,为国际先进水平。 

    4采用先进软件架构,完成研发了由数百个功能模块组成的控制软件系统,实现了望远镜的自动观测和运行。 

  [ii] 具体内容:

  1)天马望远镜为我国深空探测带来新的突破,大幅提高了我国VLBI测定轨能力,圆满完成嫦娥二号、三号、探月三期飞行试验器VLBI测定轨任务、嫦娥四号的VLBI测定轨及中继星天线在轨标定任务,做出了关键贡献。 

  (2)天马望远镜以其超高灵敏度成为国际VLBI网重要测站,显著提升国际VLBI网的整体观测能力和我国在国际VLBI网中的显示度。该望远镜作为欧洲VLBI网、国际测地网(测量地球自转、世界时等的VLBI网)、东亚VLBI网的一个高灵敏度测站,大幅提升了各网的灵敏度,多次被选为基准参考站(即以天马望远镜为基准处理其它测站的数据)。 

  3)在脉冲星和谱线(水、一氧化碳、甲醇、乙醇等分子的发射或吸收的信号)射电天文研究中取得一系列原创性观测成果,实现了对外开放,赢得了国际同行的瞩目。