◎本报记者 付丽丽

    12月5日—6日，在遥远的南半球，平方公里阵列射电望远镜（SKA）中频和低频阵列的核心建设任务分别在南非和澳大利亚启动。

    国际大科学工程SKA是由全球多国合资建造和运行的世界最大规模综合孔径射电望远镜，总部设在英国，望远镜台址位于南非和澳大利亚。其最终建设规划的接收面积达一平方公里，将为人类认知宇宙提供重大机遇。

    中国是平方公里阵列天文台（SKAO）创始成员国，科技部部长王志刚受邀在SKA建设启动仪式上视频致辞。“SKA建设启动仪式是SKAO发展历程中具有里程碑意义的重要事件，是SKAO各方长期参与和共同努力的标志性成果。SKA天文台的16个成员国来自南北两个半球和亚、欧、非三个大洲，世界多国广泛参与，凸显了SKA项目的全球性，树立了多边国际科技合作的典范。”王志刚说。

    积极参与SKA筹建工作

    SKA是由大量小型射电天线构成绵延至上千公里的综合孔径阵列，集大视场、高灵敏度、高分辨率、宽频率范围等卓越性能于一身，其科学研究目标包括第一代天体如何形成、星系形成与演化、暗能量性质、宇宙磁场、引力本质、生命分子与地外文明等。

    业界普遍认为，上述任何一个问题的突破，都将是自然科学的重大突破。其革命性设计也意味着难以想象的超大信息量和数据量，颠覆了射电天文学的传统研究手段，给射电天文学创新研究带来全新理念。

    作为SKA的发起者、倡导者、研制者，中国是SKA建设中不可或缺的重要力量。2019年3月，科技部代表中国政府在意大利罗马签署《成立平方公里阵列天文台公约》（以下简称《公约》）加入SKA第一阶段，与澳大利亚、意大利、荷兰、葡萄牙、南非、英国等国家共同成为SKAO国际组织的创始成员国；同期，国务院批准科技部设立SKA专项。2021年4月，第十三届全国人民代表大会常务委员会第二十八次会议批准《公约》，习近平主席签署了批准书。根据《公约》，自2021年6月26日起，我国正式成为SKAO成员国，中国参与SKA进入全新阶段。

    事实上，中国参与SKA建设的工作可以追溯到更早。据介绍，自2013年起，中国与10余个国家的优势科研单位组建国际工作包联盟，共同参与SKA建设准备阶段设计研发工作。经过多年技术攻关，我国部分研发团队实现了技术上从跟跑、并跑向领跑的跨越，2017年成功当选中频天线国际工作包联盟主席，同时参与了低频孔径阵列、信号与数据传输、科学数据处理等国际工作包的研发工作。

    中国智慧让SKA看得更远更清

    中频天线结构是SKA中频阵列的核心设施，直接关系着望远镜观测的灵敏度和精度。

    12月2日，科技部与SKAO国际组织联合举办SKA中频天线结构实物贡献协议线上签署仪式，这是SKAO目前最大的单笔实物贡献采购任务，也是中方参与SKA工作的又一里程碑进展，为建成SKA这一世界上最大的射电天文望远镜迈出了坚实的一步。

    “此次签约的64套中频天线是SKA中频天线阵列的重要组成部分。中频天线阵列是SKA建设中投资最大的一个工作包，它频带覆盖最宽，建成后能够观测的范围更广。”中国电子科技集团公司网络通信研究院（中国电子科技集团公司第五十四研究所）SKA中频天线项目总设计师杜彪说。

    杜彪介绍，分辨率、灵敏度和巡天速度是射电望远镜的3个关键指标，如果说灵敏度意味着宇宙中极其微弱的信号能不能被“看到”，那么，分辨率则意味着这些微弱信号能否被“看得清楚”，巡天速度则与观测天区的效率息息相关。这就对天线面形精度、波束变形、指向精度、电磁兼容性等方面都提出了严苛的要求，是射电天文界对全世界工业界现有设计与工程实践提出的巨大挑战。

    杜彪表示，与现有相同工作频段的最先进望远镜相比，SKA中频天线在上述方面都将取得巨大进步。与美国甚大阵列望远镜（JVLA）相比，SKA中频天线阵列将具有其4倍的分辨率、5倍的灵敏度以及60倍的巡天速度。“我们将继续努力，不断追求更高的指标，让SKA‘看’得更远，‘看’得更清楚。”

    确立国内“2+1”科学目标

    国际大科学计划和大科学工程是基础研究在科学前沿领域的全方位拓展，是人类开拓知识前沿、探索未知世界和解决全球性重大问题的重要手段。

    SKA1（SKA第一阶段）的首要科学目标是揭示宇宙中诞生的第一批发光天体，以及搜寻脉冲星和检验引力理论。这将带来革命性的科学发现，颠覆人类对宇宙的认知。基于国际上对于SKA未来科学研究方向的布局，结合国内射电天文领域研究基础，国内逐步确立了中国SKA“2+1”科学目标和“三步走”发展战略，选定“宇宙黎明和再电离探测”与“脉冲星搜寻、测时和引力理论检验”为重点方向，其他优势领域为特色方向，并于2020年启动了SKA专项首批7个国内配套研发项目。

    国家遥感中心（SKA办公室）主任赵静表示，值得一提的是，近年来，科技部依托SKA专项，先后启动3批研究任务，加快能力建设。中国科学家与国际同行合作利用FAST、MWA、ASKAP、MeerKAT等先导设施，在脉冲星、快速射电暴、宇宙磁场等领域产出多项研究成果。

    “面向未来，我们将进一步融入全球SKA创新网络，持续贡献中国力量，与国际同行携手推动SKA各项目标实现。”赵静说。