圓環陣太陽射電成像望遠鏡

圓環陣太陽射電成像望遠鏡

圓環陣太陽射電成像望遠鏡,又稱“千眼天珠”,是國家重大科技基礎設施空間環境地基綜合監測網(子午工程二期)的標誌性設備,是目前全球規模最大的綜合孔徑射電望遠鏡。位於四川甘孜稻城噶通鎮,海拔3830米。

它是由313台直徑6米的天線構成的綜合孔徑射電望遠鏡,天線均勻分布在直徑1公里的圓環上,由圓環中心100米高的定標塔為整個觀測鏈路提供定標基準。

2023年9月27日,圓環陣太陽射電成像望遠鏡順利通過工藝測試。

基本介紹

  • 中文名:圓環陣太陽射電成像望遠鏡
  • 外文名:solar radio imaging telescope array 
  • 別名:稻城太陽射電成像望遠鏡 、千眼天珠 
  • 地理位置:四川省甘孜州稻城縣 
項目立項,建設方案,發展歷史,設備簡介,設備套用,價值意義,社會影響,

項目立項

子午工程,是國家布局的用於研究空間天氣的觀測網路。2012年,子午工程一期15個站點建設完成,2019年8月啟動新增16個站點的建設工作。其中,位於四川稻城的圓環陣太陽射電成像望遠鏡項目,就是二期工程的重要組成部分。
2019年,子午工程二期獲國家立項批准開始建設,同年四川省政府為圓環陣太陽射電成像望遠鏡配套的地方項目同期獲批,並開始建設。

建設方案

建設者們在高原環境下拼搏奉獻,克服各種困難,通過三步走的建設方案,在系統建設初期進行了充分的技術驗證和關鍵技術突破,充分釋放了技術風險,為最終313單元大系統建設奠定了的基礎。

發展歷史

2022年4月12日,圓環陣太陽射電成像望遠鏡定標塔主體結構完工,標誌著設備進入全面生產安裝階段。整個項目已完成16套天線小系統聯試,其餘297套天線及接收鏈路正加快生產,預計2022年底全面完成天線安裝調試工作。
2022年11月13日,國家重大科技基礎設施——空間環境地基綜合監測網(子午工程二期)圓環陣太陽射電成像望遠鏡項目設備主體完工。這標誌著當前全球規模最大的太陽射電成像望遠鏡已初步成型,進入聯調聯試階段,預計將在2023年6月完成系統聯調聯試,進入試運行階段,全面投入科學研究。
2023年3月28日,利用已初步集成完畢的146個單元天線,中國科學院太陽活動與空間天氣重點實驗室/國家空間科學中心射頻探測研究團組副研究員武林帶領團隊開展了脈衝星觀測,成功獲取了連續射電圖像序列,識別出脈衝星J0332+5434在圖像中的閃爍,脈衝星定位精度達到1.8角分。這是我國首次利用綜合孔徑實時成像探測到脈衝星,完整驗證了DSRT的凝視成像/探測能力,展現了全可動、大視場、高靈敏、高分辨、高動態的技術特點,為脈衝星、快速射電暴和近地威脅小天體探測等後續射電天文擴展套用奠定了基礎。
2023年4月,空間環境地基綜合監測網(子午工程二期)標誌性設備之一——圓環陣太陽射電成像望遠鏡首次從連續射電圖像中成功識別出脈衝星閃爍。該設備位於四川省甘孜州稻城縣,是全球規模最大的綜合孔徑射電成像望遠鏡,預計2023年年底正式投入科學運行。
2023年5月,全球規模最大、性能最強的太陽射電成像望遠鏡已經主體竣工,已完成約270台天線調試,預計6月試運行。
2023年7月14日,由中國科學院國家空間科學中心研製的圓環陣太陽射電成像望遠鏡經過半年的調試測試,目前已具備連續穩定高質量監測太陽活動的能力,脈衝星成像等射電天文觀測能力得到初步驗證,並開啟了科學試觀測。
2023年9月27日,國家重大科技基礎設施“空間環境地基綜合監測網”(子午工程二期)標誌性設備之一圓環陣太陽射電成像望遠鏡順利通過工藝測試。
2023年9月,“十三五”國家重大科技基礎設施“空間環境地基綜合監測網(子午工程二期)”核心觀測設施“圓環陣太陽射電成像望遠鏡”項目(以下簡稱“DSRT”)在四川稻城建設運行。

設備簡介

圓環陣太陽射電成像望遠鏡是一個由313台直徑6米、形似鍋蓋的天線,構成的綜合孔徑射電望遠鏡。天線均勻分布在直徑1公里的圓環上,由圓環中心100米高的定標塔為整個觀測鏈路提供定標基準,狀如一顆巨大的“千眼天珠”。望遠鏡工作在150MHz—450MHz的射電頻段, 對太陽爆發活動進行成像成譜觀測。
通過採用原創的圓環陣列構型和中心定標總體方案,望遠鏡突破了單通道多環絕對相位定標等核心關鍵技術,能夠實時監測六百多條接收鏈路的幅度和相位一致性,並自動進行補償,率先實現了實時高解析度“射電相機”功能。“千眼天珠”將對太陽開展連續監測,同時探索脈衝星快速射電暴小行星監測預警方法,進一步精調精測,研究高精度數據處理方法,持續改進成像質量。

設備套用

望遠鏡通過捕捉150兆赫茲—450兆赫茲頻段的射電頻段,對太陽爆發活動進行成像成譜觀測,實現對太陽爆發所攜帶的高能粒子到達地球的時刻進行精確預報,為航天發射、地面電網、通信設備的安全運行提供預警和保障。
稻城太陽射電成像望遠鏡(DSRT)系統採用獨特的圓環陣列構型和原創的單通道多環絕對相位定標技術,可以高質量監視太陽的爆發活動,實現連續成像成譜觀測,為太陽物理和空間天氣研究提供自主數據。

價值意義

圓環陣太陽射電成像望遠鏡的建成能夠實現實時監測太陽,監測太陽射電耀斑,跟蹤日冕物質拋射(CME)的形成、演化和進入行星際的全過程,對子午工程二期探索高時空分辨的日地空間環境動態特徵和變化規律起到重要作用,並將在脈衝星搜尋等夜天文研究領域發揮重要作用。項目的建成還將成為重要的科普教育基地,為川西地區推動高質量發展貢獻力量。

社會影響

2023年12月,入選2023年度國內十大科技新聞。

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