【曬曬咱的國之重器38】圓環(huán)陣太陽射電成像望遠(yuǎn)鏡:太陽活動(dòng)“盡收眼底”
太陽也會(huì)“打噴嚏”,而且威力還不??!作為離地球最近的恒星,太陽雖然看起來很平靜,但其實(shí)“動(dòng)作”很多,黑子、耀斑、太陽風(fēng)……當(dāng)發(fā)生日冕物質(zhì)拋射時(shí),太陽會(huì)噴出大量帶電粒子。
“強(qiáng)烈的太陽爆發(fā)會(huì)釋放出100億顆百萬噸級核彈的能量,一旦沖向地球,會(huì)造成嚴(yán)重影響?!敝袊茖W(xué)院國家空間科學(xué)中心研究員閻敬業(yè)告訴記者,高鐵、電網(wǎng)、輸油管線等地面高技術(shù)系統(tǒng)可能會(huì)因?yàn)榈卮艛_動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流而癱瘓甚至損毀,天上的衛(wèi)星也可能由于災(zāi)害性空間天氣受損。
影響如此之大,可以提前預(yù)警嗎?
當(dāng)然!在四川省甘孜州稻城縣噶通鎮(zhèn)群山之間,我國建設(shè)了一個(gè)“觀天神器”——圓環(huán)陣太陽射電成像望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目(DSRT),它是國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施子午工程二期標(biāo)志性設(shè)備之一,是全球規(guī)模最大、性能最強(qiáng)、可以實(shí)時(shí)成像的圓環(huán)陣太陽射電成像望遠(yuǎn)鏡。
它由313個(gè)直徑6米的拋物面天線組成,所有天線均勻分布在直徑1000米的圓環(huán)上,圓環(huán)中心100米高的定標(biāo)塔為整個(gè)觀測鏈路提供定標(biāo)基準(zhǔn),狀如一顆巨大的“千眼天珠”。
DSRT的核心任務(wù)就是實(shí)時(shí)監(jiān)測地球空間天氣事件的源頭——太陽?!斑@些拋物面天線就像向日葵一樣,時(shí)刻追隨著太陽的方向轉(zhuǎn)動(dòng)?!遍惥礃I(yè)介紹,313面單元天線接收到的信號,經(jīng)過800米的長光纖傳輸回中央機(jī)房,再進(jìn)行變頻、采集等后續(xù)處理,可以像巨大的“射電相機(jī)”一樣測量太陽的射電圖像和頻譜。
“通俗來說,就是盯著太陽看。結(jié)合其他監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù),可以計(jì)算出等離子體到達(dá)地球的時(shí)間,從而為衛(wèi)星、通信設(shè)施、電網(wǎng)等正常運(yùn)行提供空間天氣預(yù)警,保障各種設(shè)備的運(yùn)行安全?!敝袊茖W(xué)院國家空間科學(xué)中心稻城亞丁臺站執(zhí)行站長吳俊偉說。
要想看得清,選址很重要。這里海拔3830米,空氣稀薄,透明度高;緯度較低,可觀測到的天區(qū)范圍更大;群山環(huán)抱下,人類生產(chǎn)活動(dòng)所產(chǎn)生的電磁干擾也能被有效隔絕。
高海拔帶來了有利的觀測條件,但也大大增加了建設(shè)難度。僅從樣機(jī)研制到聯(lián)調(diào)聯(lián)試,科研團(tuán)隊(duì)就排查和解決了數(shù)百項(xiàng)技術(shù)難題。
2021年12月,DSRT完成了一套16部天線的試驗(yàn)系統(tǒng)搭建,成功獲取高質(zhì)量的太陽射電圖像和頻譜,驗(yàn)證了總體方案。雖然試驗(yàn)系統(tǒng)規(guī)模只有國際同頻段系統(tǒng)的1/3,但圖像質(zhì)量明顯更好。去年11月,團(tuán)隊(duì)完成了313個(gè)天線的系統(tǒng)集成,DSRT正式進(jìn)入聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段,太陽活動(dòng)將被“盡收眼底”。
前不久,DSRT成功獲取了連續(xù)射電圖像序列,首次從連續(xù)射電圖像中實(shí)時(shí)識別出脈沖星閃爍。DSRT由此開啟了觀測脈沖星和快速射電暴的“副本”任務(wù)?!坝捎贒SRT獨(dú)有的大視場高質(zhì)量成像能力,我們也會(huì)在太陽落山后,配合射電天文學(xué)家開展夜天文觀測,充分發(fā)揮重大科技基礎(chǔ)設(shè)施平臺的效能?!遍惥礃I(yè)說。
觀天逐日,探秘星辰,這是屬于DSRT的硬核浪漫。
?。ㄓ浾?崔興毅)
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