圆环阵电波成像望远镜「千眼天珠」建成 助监测太阳爆发活动

2023-09-28 11:44

圆环阵电波成像望远镜「千眼天珠」建成,有助监测太阳爆发活动。
圆环阵电波成像望远镜「千眼天珠」建成,有助监测太阳爆发活动。

被当地居民称作「千眼天珠」的圆环阵太阳电波成像望远镜(以下简称圆环阵),27日在四川甘孜州通过工艺测试。作为目前全球规模最大的综合孔径电波望远镜,圆环阵可以监测太阳的各种爆发活动,对于理解和预测太阳活动对地球的影响具有重要作用。

中国科学院国家空间科学中心称,圆环阵是国家重大科技基础设施「空间(太空)环境地基综合监测网」(子午工程二期)标志性设备之一,位于海拔3820米的四川省甘孜州稻城县嘎通镇。圆环阵占地面积约1平方公里,由313部直径6米的抛物面天线构成,均匀分布在直径为1公里的圆环上。

预测太阳活动有助预测地球天气

消息指,太阳是地球天气事件的源头。太阳打喷嚏,地球可能会「感冒」,这就是空间(太空)天气的因果链。圆环阵不但能监测太阳的各种爆发活动,还能监测太阳风暴进入行星际的过程,这对于理解太阳爆发机制和日地传播规律,预测太阳活动对地球的影响具有重要作用。

圆环阵是目前全球规模最大的综合孔径电波望远镜。
圆环阵是目前全球规模最大的综合孔径电波望远镜。
「千眼天珠」由313部单元天线构成,是目前全球规模最大的综合孔径射电望远镜。
「千眼天珠」由313部单元天线构成,是目前全球规模最大的综合孔径射电望远镜。
一个单元小天线直径虽只有6米,但当313个小天线协同观测,就能形成虚拟的超大口径天线,从而实现对太阳爆发活动的高精度成像观测。
一个单元小天线直径虽只有6米,但当313个小天线协同观测,就能形成虚拟的超大口径天线,从而实现对太阳爆发活动的高精度成像观测。
圆环阵太阳射电成像望远镜是中国自主研制的太阳射电监测「综合孔径相机」,采用独特的圆环阵列构型和原创的单通道多环绝对相位定标技术,可以高质量监测太阳的爆发活动。
圆环阵太阳射电成像望远镜是中国自主研制的太阳射电监测「综合孔径相机」,采用独特的圆环阵列构型和原创的单通道多环绝对相位定标技术,可以高质量监测太阳的爆发活动。
圆环阵太阳射电成像望远镜主要观测太阳爆发活动。
圆环阵太阳射电成像望远镜主要观测太阳爆发活动。
圆环阵太阳射电成像望远镜项目负责人 阎敬业。央视截图
圆环阵太阳射电成像望远镜项目负责人 阎敬业。央视截图

消息称,要实现圆环阵的科学观测目标,313部天线和626条接收链路都要具有非常好的幅度和相位一致性。项目团队提出了原创的圆环阵列构型和中心定标总体方案,突破了单通道多环绝对相位定标等关键技术。此次工艺测试表明,圆环阵实现了最大视场达到10个太阳半径的连续稳定的太阳射电成像与频谱观测能力,各项技术指标达到或优于初步设计报告的指标要求。

消息指,为了保证建设品质和工期,项目采取了「三步走」的研制方案,即2单元技术摸底、16单元成像实验和313单元系统建设。本著「边建设、边调试、边运行」的原则,自2022年3月起,16单元成像实验系统就已经开始获取太阳成像数据,迄今已积累了大量太阳活动图像和频谱数据。

2023年3月,正处于系统调试阶段的圆环阵,开展了内地首次基于电波图像序列的脉冲星探测实验,从连续电波图像中成功识别出脉冲星闪烁;5月,圆环阵与欧洲低频阵列(LOFAR)开展了联合观测实验,实现了交叉验证;7月,圆环阵已具备连续稳定高品质监测太阳活动的能力,脉冲星成像等电波天文观测能力得到初步验证,开启了科学试观测。

消息指,下个阶段,圆环阵将在白天观测太阳活动,为太阳物理和空间天气研究提供长时间序列高质量数据,并与子午工程的其它监测设备开展联合观测。圆环阵还将与500米口径球面电波望远镜「中国天眼」、「中国复眼」雷达阵列、三亚非相干散射雷达等设施开展联合观测,有望在低频电波巡天、脉冲星、快速电波暴和行星防御监测预警等领域发挥重要作用。

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