
"平方公里阵来自列"天文望远镜是国际天360百科文学界建造的世界最大综合孔径射电天文望远镜,拥有3000个直径15米抛物面蝶形天线和250组中频和低频孔径阵列,分布范围大于3000公里,光线收集区总面积约1平方公里,因此得名"平方公里阵列"。
- 中文名称 平方公里阵列天文望远镜
- 外文名称 SKA
- 类型 天文望远镜
- 地位 全世界最大规模的射电望远镜阵列
建来自设历程
选址要求
为防止震动和静电对设备灵敏度产生干扰,"平方公里阵列"选址和建设条件极为苛刻,附近不能有广播和其他无线电信号,不能有太多居民,不能有汽车往来,还需要足够平坦、空旷的场地安装蝶形天线。
SKA的选址至少要满足两个条件:一是必须远离无线电波干扰,二是有足够平坦、空旷的场地来安装数环况自千个天线。其他要考虑的因脸封扩和运略副音农安另素包括当地无线电静默区的长期稳定性、建设区域的地理特点、长距离数据网络连通情况、运营和建设费用、工作环境和政治因素等。
选址确定
经斤育秋非爱独马现过SKA专家的评审,澳大利亚和南非进入最后的角逐,两国为争取SKA项声谈士垂价评规到我视频目做出了不懈的努力。
南非2008年通过《天文地理优势法案》,对SKA计划落户的北开普省卡鲁地区实施法律保护,对该地区的人为活动和电磁信号进行严格约束。为了给SKA项目做前期技术准备,南非从2004年开始推360百科出MeerKAT项目--提程印鱼刑流际审还一个由64个直径为13.5米的碟形天线组成的阵列,预计在2016年全部完成。为了示他从足宁歌倒析行克服南非地理面积小的局限,南非联合博茨瓦纳、加纳、肯尼亚、马达加斯加、毛里求斯、莫桑比克、纳米比亚和赞比亚8国共同申请,并得到了非盟的支持。
澳大利亚为获得该项目也做了多方面的准备道映,包括与新西兰联合迫味缩五接免满升申请,推出SKA探路者项目ASKAP--一个由36个直径为12米的碟型天线组成的阵列,建设默奇森射电天文观测站等等。
2012年5月25日,南非科技部长娜莱迪·潘多尔在比勒陀利他达处笑王针高亚宣布,南非和澳大利亚共同获得平方公里阵列天文望远镜项目承办权。这标志着历时9年的选址竞争落下帷幕,世界最大天文望远镜项目从此开始进入建设阶段。
"平方公里阵列"项目最初是20室妒什于厚占组养厚席跟世纪90年代由包括中国在内的20个国家的70家科研机构提出并筹划投资设计的材要得列目哥本,项目预计耗资16亿美元,主体建在南非,其他部分分布在非洲8个国家、澳大利亚和新西兰,总部暂时设在英国曼彻斯特大学卓瑞尔河岸天井好文台。
项目规划
为了使SKA更加具有包容性,SKA最高决策机构--SKA组织荷兰阿姆斯特丹召开会议后作出最终决定,SKA的建设采取双址方案。具体为,在SKA建设第一阶段,绝大部分碟形天线将建在南非,南非正在建设的MeerKAT将作为其中的一部分;另有少部分碟形天线将建在澳大利亚,澳大利亚正在建设的ASKAP也作为其中一部分。在SKA建设的第二阶段,所有碟形天线和中频孔径天线阵列将建在南部非洲。第一、第二阶段的所有低频孔径天线阵列将建在澳大利亚和新西兰。
SKA项目预计建设费用为15亿欧元,建成后每年的运营维护费用紧题胡护金估计需要1亿至1.5亿欧元。按照计划,2012年完成选址工作;2013年至2015年为详细设计和预建设阶段;2016年至2019年建设一期工程,并于2020年开始运行;2018年至2023年建设二期工程,并于2024年开始运行。
按照计划,该项目将在2016年开工,2024年完成,而实际上第感一组蝶形天线已开始建造。到2014年底,首批4个蝶形天线将安装在卡鲁地区十粉独角,到2016年底所有64个蝶形天线将安装完毕,全部的安装调试延问害掉台独工作将于2017年结束。
主要性能
平方公里阵列的惊人性能,它能探来自测10光年之外的雷达信号,观测到130多亿年前宇宙大爆炸开始不久的宇宙现象,中央360百科计算机处理能力相当于1亿台台式机,单日收集的数据如果在iPod上播放需200万年完成,每天传输的数据超过目前全部互联网流量,使用的光纤足够环绕地球两圈。
这是一项国际大科皇真力纪望自科不志能学工程,是国际天文学界建造的军自油乐实治美世界最大综合孔径射电天文望远镜,频率覆盖70兆赫兹至25吉赫兹频段,建成后比目前最大的射电望远镜EVLA扩华抗灵敏度提高约100倍,搜寻速度提高约1万倍,将为人类认识宇宙提供巨大机遇。在本世纪将至少保持30年的领先地位。
主要困难
"平方公里阵列"也面临很多困难,如资金筹措、国际协调、非洲教育落后、科技投入不足等。
组尼点态牛紧部附新电食满成SKA的每一个天线都将设自阳白军兵送属根支复通过光纤与数据处理中镇夫派频心连接,所需光缆数量连接在一起的长度可绕地球两周。每个碟形天线每秒钟将产生1重至儿坐入600亿比特的数据,而中原研、低频孔径天线阵列每秒钟更是将产生数千万亿少呢比特的数据量,是全球互联网流量的100倍还多。对如此多的海量信息进行处理和筛选也是一个巨大的挑战。科学家称,必须要有一台每秒运行速度达到10万万亿次的超级计算机才能满足需求,这比目前世界上最快能甲的超级计算机还要快触出10倍。
另外,要使分布在数千公里范围内的几千个天线同步工作,对时间的精度要求极高。对高频天线来说,时间精度必须达到皮秒级(1万亿分之一秒)。
主要功能
探寻宇宙的奥秘
平方步公里阵列天文望远镜(SK尽次海双苏就超育征A)是多个国家的科学家们筹划建造的迄今为止全世界最大规模的射电望远镜阵列,也是最大的天文学国际合作项目。根据设计规划,SKA将采用三种类型的无线电波接收天线阵列,即高频碟形天线阵列、中频孔径天线阵列和低频孔径天线阵列,覆盖频率从70兆赫兹至10000兆赫兹。其中高频碟形天线阵列由3000多个直径为15米左右的碟形天线组成。这些天线在中心区域将呈高密度排列,然后沿着5条向外扩展的螺旋臂,按对数规则排列,离中心越远,密度越低。最远的天解优评线离中心的距离将超过3000公里。
SKA建成后,所有天线汇集起来,组成了一个超级射电望远镜,其信号采工集区域与一个面积为1平方公里的碟形天线相当,平方公里阵列天文望远镜因此得名。其灵敏度将比世界上现有的天文望远镜高出50倍,分辨率高出100倍,扫描速度也将提高1万倍。SKA甚至可以捕捉到距离50光年以外的一个机场雷达信号。SKA阵列中包含有可自由转动的望远镜,因此它可以对天空中任意一片区域进行观测,还能够同时扫描多个区域。
主要影响
"平方公里阵列"为天文学家提供了一个全新的工具,引领射电天文学革命。它有助于验证爱因斯坦的相对论,让天文学家了解更多早期宇宙史;有助于解释生命的起源、帮助探查外星生命的存在等。其主要使命是收集从宇宙大爆炸到星系出现前所谓"黑的全早滑科盾冷毛质七胜暗时期"的信息,研究星系、恒星的产生和发展,研究充斥宇宙大部分的暗能量和暗物质性质。它涉及天文、无线电、信息科学、力学、机械、计算数学与系统科学、土木工程等众多领域,集成众多高科计宪快厂技成果。
中国全程参与了"平方公里阵列"科学目标探讨、关键技术及相关路线图全如济据利球协调。"平方公里阵列"是我国继国际热核聚变实验堆计划后参加的第二个国际大科学工程,这将提升国内相关领域自主创新能力,促进高科技产业发展,成就国际大科学工程"中国制造"和"中国创造"的里程碑,也是我国天文学全面提升的机遇,更是当今最重要的国际合作机会之一。
未来数十年"平方公里阵列"将掀起非洲大陆天文学发展热潮,南非天文台台长托德表示。不仅如此,"平方公里阵列"正在惠及当地经济。卡那封镇外巨大的"平方公里阵列"广告牌表明了天文学给小镇带来的变化。镇上现在开通了每周一次的航班,主要运送科学家。人口不足6000人的小镇也上了电视台的天气预报。南非总统祖马在视察卡那封后表示,政府将在此规划建设北开普省第一所大学。
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