光电测烟望远镜

将成21世纪最大科学计划一部分，拓展对宇宙自然法则认知　 新的澳大利亚平方公里阵列探路者具有36架天线，每架天线直径为12米。 图片来源：CSIRO Australia/Terrace Photographers 　　澳大利亚于10月5日宣布建造完成了它所承诺的全世界功能最强大的射电巡天望远镜。澳大利亚联邦科学与工业研究组织的天体物理学家Brian Boyle表示，这架名为“澳大利亚平方公里阵列探路者”(ASKAP)的望远镜将为天文学家了解黑洞、形成恒星的气体云，以及最奇异的天体提供前所未有的信息，“从而向外扩展我们对于宇宙自然法则的认知边界”。 　　ASKAP建造于西澳大利亚州的默奇森射电天文学天文台，它由36架天线构成，每架天线直径为12米。Boyle指出，利用其宽广的视野以及高速的数据采集能力，这一阵列能够用两张图像以及5分钟的观测时间捕获星系的视图，而之前则需要400张图像以及两年的观测时间来组装这些观测结果。他说，用ASKAP进行观测可以将效率提高“许多量级”。并且其研究成果还可以供全球科学家使用——来自全世界150家研究机构的350位科学家将参与该阵列首个5年计划的观测项目。其日程包括对距离地球20亿光年以内的星系进行一次普查、研究宇宙磁场、寻找黑洞，以及观测脉冲星和类星体。 　　从2016年开始，作为全世界最大以及最灵敏的射电望远镜——平方公里阵列(SKA)——的一部分，ASKAP还将竖立起另外60架天线。SKA将由两大阵列构成——设在南部非洲的阵列将采集高频信号，而澳大利亚/新西兰阵列则负责低频信号。澳大利亚科学部长Chris Evans表示：“ASKAP是一个非常重要的科学项目，而且当它作为SKA的一部分时将变得更为重要，后者将成为21世纪最重大的科学计划之一。” 　　这些天线、用来处理数据的一部超级计算机，以及连接用光纤和其他基础设施的开销总共为4亿美元。Boyle表示，科学观测将在今年年底开始，而第一批研究成果则很可能在12个月内产生。 　　SKA的目标是建造一个采集区域达1平方公里的射电望远镜。它将由在数千公里的范围内散布的数千架碟形天线和其他天线构成。之前南非和澳大利亚/新西兰已经建造了所谓的前身阵列，以证明它们的能力，而如今这些阵列将被整合到两个SKA阵列中去。 　　南非的MeerKAT阵列最终将由64个碟形天线构成。预定于2016年开始的SKAⅠ期将另外增添190架天线，从而形成一个254强阵列，聚焦高灵敏度深度探测。而澳大利亚研究团队已经先驱性地在他们的天线中使用了一种新的探测器——相控馈给信号，后者特别适合进行高速观测，从而也将成为澳大利亚天线的焦点。 　　背景链接： 　　SKA是世界最大的射电望远镜项目，这个在20世纪90年代提出的项目得名于其巨大的信号采集面。这并非意味着它具有1公里的天线口径，而是采用上千台较小的天线组成阵列。SKA建成后，其灵敏度将比世界上现有的设备高出50倍，分辨率高出100倍，将会给射电天文学的研究带来革命性变化。 　　SKA的选址至少要满足两个要求：一是远离无线电波干扰，二是足够开阔平坦。在城市里，受晚上灯光的影响，人们很难观测星星。同样道理，射电望远镜会受到无线电波干扰。因此必须尽可能远离无线电波，将其安装在人烟稀少的地方。当然，还需要足够平坦、空旷的场地来安装。

11月9日从燕山大学获悉，该校教授赵永生带领团队，成功参与了上海65米射电望远镜中副反射面精调机构的研发工作。 　　副反射面精调机构是大型射电望远镜的关键部件之一。为实现天线系统高精度实时轨迹跟踪控制，望远镜还须在副反射面和支撑桁架之间增设并联精调机构，以补偿由于重力变形或外界风、雨、雪等因素而引起的天线性能和指向的变化，并适应L频段馈源工作的要求，使天线工作处于最佳状态。针对天线副反射面精调机构运动精度高、长期工作可靠性高以及环境适应性好的要求，赵永生团队很好地完成了任务。

智利北部阿塔卡玛沙漠,阿塔卡玛射电望远镜在星辉斑斓中屹立 　　 　　近日，世界上迄今为止规模最大的地面射电望远镜阵列项目――阿塔卡玛射电天文望远镜全部落成并投入使用，揭开遮蔽我们视野的宇宙大幕。它可以帮助天文学家捕捉到宇宙中更加寒冷的天体(分子气体、星尘、大爆炸辐射等)并提供正在形成当中的星系、恒星或者行星的图像。建成后的66个抛物面天线作为1架巨大的射电望远镜工作，拥有0.01角秒的分辨率，相当于能看清500多公里外的一分硬币，其视力超过“哈勃”太空望远镜10倍。 　　66个抛物面天线组成 　　它的建设工程始于2002年，是由东亚、欧洲和北美一些国家参与的国际项目。天线阵的建设地是智利北部海拔5000米的阿塔卡玛沙漠，整个天线阵有总计66个抛物面天线。望远镜将主要用于获得有关星系和行星演变的数据，寻找新天体以及探寻宇宙中是否存在能进化成生命的物质。 　　就在去年，这一设备的观测结果确认在一颗褐矮星，即所谓“失败的恒星”周围存在一个原行星尘埃盘。同时还对围绕北落师门(南鱼座α)运行的行星进行了观测，并确认这些行星比原先认为的更小。 　　66台望远镜全部建成之后，天文学家们预计将会有更多更大的发现。这台设备在毫米波段工作，这是一种波长比无线电波更短但是比可见光更长的电磁波。在这一波段科学家们将可以窥见围绕年轻恒星的低温尘埃带，并观察原始行星的形成。 　　可观测地球大小行星 　　美国国家科学基金会天文学分部主管詹姆斯・ 列维斯塔德在本月5日的一次新闻发布会上表示，利用这一设备，天文学家们将可以探测到地球大小的行星。他表示：“阿塔卡玛望远镜已经观测到在恒星周围存在尘埃环，这些尘埃环非常窄，模型显示这些狭窄的尘埃环间隙中存在行星体。”他说：“尽管你看不到这些行星本身，但是你可以看到这些行星造成的影响。而这也将是阿塔卡玛望远镜设备进行系外行星观测的主要方式。” 　　自从1995年发现第一颗系外行星以来，科学家们已经找到了数千颗可能是系外行星的疑似目标。仅仅是美国宇航局一家，其发射的专用于搜寻系外行星的开普勒空间望远镜迄今已经发现2740颗这类疑似目标。在搜寻活动的早期，科学家们最先发现的是那些木星大小的系外行星体，而随着技术的进步以及观测时间的积累，科学家们逐渐开始发现地球大小的系外行星。 　　而在这其中所缺失的环节便是行星形成的早期阶段。现有科学理论认为太阳系是在早期的原始太阳星云中形成的。随着这些尘埃颗粒之间的相互碰撞，积聚，成长，原始的行星开始形成。然而年轻的恒星系统周围往往“云遮雾绕”，在光学或可见光波段难以窥见其全貌。而这便是阿塔卡玛望远镜设备的施展其能力的舞台。 　　这一设备在归属上由欧洲南方天文台管理。欧南台阿塔卡玛望远镜项目主管沃尔夫冈・ 怀尔德表示：“我们将会目睹闻所未闻的宇宙场景。”他表示，阿塔卡玛望远镜将目睹低温气体逐渐形成原行星，并了解行星从恒星周围的尘埃盘中逐渐形成的过程。 　　中国科学家参与超导探测器研制 　　――――专访中科院紫金山天文台研究员单文磊 　　问：阿塔卡玛望远镜阵列落成有何意义?和哈勃望远镜相比，有何优势? 　　答：在宇宙学研究中，观测设备与其说叫“望远镜”，不如说是“望古镜”。距离我们越遥远的天体发射的光需要更漫长的时间才能被我们接收到。因此看得越远，意味着越能够穿越时空，看到宇宙早期的模样。阿塔卡玛望远镜不但在分辨能力上高于哈勃望远镜，而且能够看到哈勃望远镜看不到的早期宇宙的图景。这是因为宇宙膨胀造成早期宇宙中的光线波长变长(科学上叫红移)而落入望远镜的观测频段。 　　正因为如此，阿塔卡玛望远镜是研究一百亿年以前宇宙从黑暗时期破壳而出的第一代恒星和星系的最好观测设备。对于距离我们较近的天体，阿塔卡玛望远镜凭借其高分辨率，能够揭示正在形成的幼年恒星的模样，而且能够发现那些幼年恒星周围正在形成的行星。这些行星中的一些将必然孕育地外生命和文明。除此之外，阿塔卡玛望远镜还有一个重要特点，它能够通过高精度光谱分析出被观测天体组成的化学成分，探知宇宙这个化学实验室的运行和演化规律。　　问：阿塔卡玛望远镜的分辨率达到0.01角秒，相当于什么概念? 　　答：望远镜的分辨本领取决于被探测光的波长和天线口径的比例。波长越短，口径越大，望远镜的分辨本领越高。如果将人的眼睛当作望远镜的话，阿塔卡玛望远镜所观测的光的波长要比人眼看到的光的波长要长，大约是300微米(人的头发直径约是50微米)至3毫米，要达到人眼的分辨率，需要2米至20米的口径。 　　然而阿塔卡玛望远镜最大等效口径达到了18公里，分辨率比人眼高1千万倍，达到了0.01角秒。这个分辨率足够在北京看到南京的一辆普通小轿车，超过了哈勃望远镜的0.02角秒的分辨率。技术上建造这样大的高精度单天线望远镜是不可能的。目前最大的单天线射电望远镜是美国的阿雷西博望远镜，口径305米。我国正在贵州建造一个更大的单天线望远镜口径为500米。 　　问：为什么建在高海拔的智利沙漠高原? 　　答：望远镜建造在海拔5000米的智利阿塔卡玛高原上。这个地方海拔高，水汽少，附近南美洲西岸的低温洋流更使得这里异常干燥。 　　在这里建造是因为水汽对望远镜有显著的影响，对毫米波、亚毫米波有强烈的吸收。存在较多水汽时，好像隔着毛玻璃看星空，观测效果会大打折扣。因此这个波段的望远镜都建造在水汽少，海拔高的地方。我国的大口径毫米波望远镜是紫金山天文台的德令哈13.7米口径望远镜，就坐落在青海省德令哈市附近海拔3000米的地点。 　　问：中国科学家在阿塔卡玛望远镜项目中有贡献吗? 　　答：阿塔卡玛望远镜是灵敏度最高的观测设备，能够探知宇宙深处原子的扰动。这得益于每一面天线后面的高灵敏度超导探测器。这些探测器被冷却到接近绝对零度(零下270摄氏度)，在这样的低温下，组成探测器的原子几乎凝结不动，热噪声被消除，来自天体的微弱信号才能够被感知。 　　超导探测器类似人视网膜上的灵敏的感光细胞，是阿塔卡玛望远镜的核心器件之一，而这种超导探测器技术恰好是中国科学院紫金山天文台的特长。阿塔卡玛望远镜是国际大科学工程，由欧洲、北美和亚洲共同出资建造。中国虽然没有正式加入该项目，但中国科学院紫金山天文台于2004年与日本国立天文台签署关于阿塔卡玛望远镜共同研究的备忘录，并以单文磊研究员、史生才研究员为主参与阿塔卡玛两个波段的超高灵敏度接收机的研制工作。中国科研人员在这两个波段超导探测器的研制工作中起到了关键作用，所设计的探测器被阿塔卡玛望远镜所应用。在66面阿塔卡玛望远镜的每一个中都包含中国科学家的贡献。

中国国家重大科学工程——大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(英文简称LAMOST)中新社记者 孙自法/摄 　　新华网北京6月4日电 (记者 俞铮 王爱华) 24块造价昂贵的六边形反射镜，像被“上帝之手”操控，任意变幻镜面形状 每块对角径1.1米、厚25毫米的镜面，竟也能神奇地凹凸变形。这是世界上最强大光谱巡天望远镜的核心组件，采用的是中国人开创、全球独一无二的镜面自动拼接兼具变形高难度技术。 　　总面积20平方米的巨大反射镜自动拼接、变形的目的，是为了精确指向不同高度或位置的天体，配合50米长的钢筋混凝土巨型“镜筒”以及另一端同样拼接而成的30平方米主镜，这个建在距北京城东北170公里一座山上的超级望远镜即将开始对浩瀚星空进行“户口普查”。 　　中国科学院国家天文台兴隆观测基地的“大天区面积光纤光谱天文望远镜”4日通过了国家验收。 　　耗资2.35亿元人民币、貌似导弹发射架的这座超级望远镜，最高处超过15层楼，由口径3.6米的反射施密特改正镜、口径4.9米的球面主镜和焦面组成光学系统。成像的焦面上装着4000根可自动定位的光纤，连接16台光谱仪实时记录数据。望远镜每次夜间观测1.5小时，最多可获得4000条天体光谱。 　　300多年前牛顿偶然发现太阳光被三棱镜散解成有色光，启发后人用光波谱线确定物质的化学组成。光谱也是天文学家读懂不同天体化学组成、密度、大气、磁场信息的钥匙。人类成像巡天活动记下数百亿天文目标，仅万分之一已测过光谱。绝大多数遥远天体，依然是“知其然而不知其所以然”。 　　超级望远镜项目总工程师崔向群在接受新华社记者专访时说：“未来3到5年，科学家将用它获得2.4万平方度范围内250万颗恒星、250万个星系、150万个亮红星系、100万个类星体的光谱数据。” 　　伽利略率先制成了天文望远镜，此后无数望远镜观天400年。中国的这项天文观测计划雄心勃勃，旨在深入认识暗物质、暗能量、星系形成和演化。 　　崔向群说：“在同一块大镜面上采用可变形薄镜面主动光学技术和拼接镜面主动光学技术，在一个光学系统中同时采用两块大的拼接镜面，4000根光纤高精度控制定位，都是世界首创。” 　　这些首创技术一举解决了大视场望远镜兼具大口径的世界级难题。此前中国最大的光学望远镜口径为2.16米，同样矗立在兴隆基地，也用于光谱观测。 　　国际主动光学技术权威雷威尔逊评价：“中国的新设备是主动光学技术最先进和雄心勃勃的应用。” 　　新设备已进行了4次试观测，每次得到3600条光谱。崔向群说：“试观测结果令人满意，但设备仍需调试。好比每次都能准确打到靶子，不过还没打中10环。” 　　望远镜正式运行6年后，有望获取至少1000万条天体光谱数据。所有数据，将与国际科学界共享。 　　美国著名天文学家理查德埃里斯说：“一架大口径天文望远镜是人类文明进步的最好例子，看到了这个新家伙，我们才知道中国人都做成了些什么。” 　　中国人还打算在南极架一台新的超级望远镜，那里观测范围更大、条件更好。

9月25日，据中国之声《新闻纵横》报道，现在是北京时间8点15分，再过几个小时，位于贵州省平塘县，具有我国独立自主知识产权的国家重大科技基础设施、直径500米的球面射电望远镜“FAST”就要正式启用了。　　射电望远镜就像一个巨型的卫星信号接收天线。它坐落在贵州平塘的“大窝凼”山间，四周高山环绕，中国科学家就利用这里的喀斯特地形，将大射电望远镜建在这里。大射电望远镜由4000多块反射面板组成，总面积约25万平方米，相当于30个足球场的大小。周围还建有6个钢架塔，大射电望远镜球面就架在6个钢架塔之间，犹如一口大锅放在崇山峻岭中。　　FAST作为一个多学科基础研究平台，为科学家提供了一个强大的探测无线电波的一个工具，在国家重大需求方面具有重要应用价值。主要有三个方面的科学目标，首先，它的强大敏感性，能接收到137亿光年外的电磁信号，接近于宇宙的边缘 第二方面是除了巡视宇宙中的中性氢，研究宇宙大尺度物理学，以探索宇宙起源和演化，还将观测脉冲星，研究极端状态下的物质结构与物理规律，甚至可以搜索星际通讯信号，开展对地外文明的探索。第三个方面是，未来，FAST将有能力把中国中性氢观测能力从地球同步轨道延伸至太阳系外缘，将深空通讯数据下行速率提高100倍，观测暗物质和暗能量，寻找第一代天体等其他一些的应用。　　生态方面是这样的。望远镜的反射面板可以看到它上面透了很多孔，这个孔透孔率达到50%以上，完全可以把雨水、阳光透过去，所以地面的植被还可以照样去生长，对环境保护还是很有利的。　　FAST的建设使边远闭塞的黔南喀斯特山区变成世人瞩目的国际天文学术中心，成为把贵州展现给世界的新窗口。黔南州还在平塘县克度镇配套建设天文体验中心、天文教育园等项目，积极打造旅游天文小镇，推动当地经济发展。　　跟曾经世界最大的阿雷西博射电望远镜相比，FAST的综合性能提高了约10倍，能够看到更远、更暗的天体。那么如此的庞然大物是如何架设起来的，让“天眼”睁眼看宇宙的又付出了怎样的艰辛。　　“假设你在月球上打电话，FAST可以探测到你的信号。”这是中国科学院国家天文台“FAST”项目总工艺师王启明，对这台目前世界上最大的单口径射电望远镜灵敏度的形容。　　对于射电望远镜来说，口径越大，看得越远。全世界的射电天文学家都追求建造更大口径的望远镜，以提高灵敏度。早在1994年4月，中科院国家天文台就开始了这项工程的选址工作。大口径射电望远镜的选址，地貌要最接近天线锅的形状，这样方便建造，工程量小，不用开山炸石，同时附近5至10公里范围内不能有电磁波信号发射。李菂这样描述：真正开始运行的时候，可以想象它就是在一口500米的锅里头，然后有一只300米的碗。这只300米的碗在500米的锅里运动，等效地构成一个主动、可动、能够克服地球自转的，非常准确灵敏观测太空的仪器。　　为了给这口“大锅”安家，团队成员几乎把贵州的喀斯特地貌区“挖”了个遍，同时有两路人马独立搜寻，初步确定了300多个候选洼坑。然后又通过计算机模拟工程填挖量，从中选出30多个实地考察，最后才选中了不大不小、深度合适、形状很圆、适于施工建设的“大窝凼”，“大窝凼”的喀斯特地质条件可以保障雨水向地下泄流,不在表面淤积而损坏望远镜。　　2014年7月17日，FAST工程一大技术难点开始启动：制造和安装索网。这是世界上跨度最大、精度最高的索网结构，也是世界上第一个采用变位工作方式的索网体系，6670根主索和2225根下拉索完整地拼出了“天眼”的索网。　　索网建成，反射面安装工程随之开始。反射面是FAST望远镜的重要组成部分，共有4450块的反射面板单元。中船重工武船集团有限公司副总经理王渭龄介绍称，4450个单元在吊装转运的过程中，是不许有任何的磕碰。在现场实际应用过程中，武船公司实现了每一个单元的一次精准装加和提升空中运输、转接和全位置定位。最后，全部精准地将4千多块面板定位安装在2000多个球面支点上，从研发到制造用了两年多时间，完成了国家天文台交付的任务。　　搜寻地球之外是否还有文明存在，是公众对于这台巨大“眼睛”的期待。实际上，这台从材料到工艺基本都是“中国制造”的巨型射电望远镜，未来将为自然科学，尤其是物理学和天文学领域的研究提供一个全新平台，为我国火星探测等深空研究奠定重要基础。中科院国家天文台FAST项目副总工程师李菂说，我们要研究宇宙中间主要物质的组成成分，宇宙演化和宇宙中间极端物质和场下面的效应。它可以承担深空探测，比如小行星甚至于更远一点的火星。建成以后，它将是中国在某一个射电波段第一次拥有世界上最好的仪器，真正有了站到世界前沿的机会。

2022年9月23日，新疆天文台110米口径全向可动射电望远镜项目在昌吉回族自治州奇台县奠基开工。由于这台射电望远镜建在奇台，按照惯例它被称作奇台射电望远镜，缩写为QTT（QiTai radio Telescope）。　　奇台望远镜建成后，有可能成为世界最大、精度最高的百米级全向可动射电望远镜，百米口径使得它的重量将达到6000余吨，是上海天马射电望远镜的2.2倍。如此巨大的望远镜，其面形精度将达到0.3毫米、指向精度2.5角秒，甚至比“天马”还高出0.5角秒。　　全向可动的优势让奇台望远镜能够以极高灵敏度观测到全天的四分之三，覆盖了银河系中心及其以南12°范围。建成后的奇台望远镜将在150MHz~115GHz的频率范围内，为众多重要天文研究方向提供出色的高灵敏度观测平台，包括黑洞、类星体、快速射电暴、暗物质、纳赫兹（nHz）引力波、宇宙生命起源等。其得天独厚的地理位置和卓越的灵敏度也将加强和完善我国深空探测网络。

青海省冷湖科技创新产业园区管委会10日向记者表示，上海交通大学实施的JUST光谱望远镜项目建设正式启动。JUST光谱望远镜项目包含了两台望远镜，一台是JUST光谱望远镜，另外一台是测光为主的JUST先导望远镜。JUST光谱望远镜设计口径为4.4米，主镜采用薄镜面拼接技术，具有口径大、集光能力强、造价低、响应快等优势。JUST先导望远镜设计口径为1米，终端配备大靶面测光设备，以测光观测为主，对候选目标进行高精度的凌星测量，以探测系外行星，JUST先导望远镜的大视场测光观测和JUST光谱望远镜的高精度光谱观测在时域科学以及系外行星科学方面将形成优势互补。据上海交通大学李政道研究所副所长、上海交通大学特聘教授杨小虎介绍，JUST光谱望远镜项目需要5年至10年的投入和规划，分两期建设。第一期投资2.15亿元人民币，通过前三年的台址基建，包括望远镜的研制以及一些终端设备的研制，希望在2026年获得首光，2027年开始试观测。近年来，中国国内众多望远镜先后投入建设，但多数为测光望远镜，缺少光谱观测望远镜。鉴于此，上海交通大学开始筹划大口径光谱望远镜的建设，该望远镜具有强大的光谱观测能力，建成后将与中国空间站巡天望远镜、中国科大大视场巡天望远镜等测光望远镜形成优势互补。JUST光谱望远镜项目拟开展探索黑暗宇宙、追踪动态宇宙、寻找宜居行星三个特色方向的研究，该项目有望在暗物质和暗能量、时域天文学和系外行星搜寻方面取得一系列有重大影响的突破性研究成果。JUST光谱望远镜在星系巡天方面，将实现对大规模星系团成员星系的高完备度观测，寻求在暗物质、暗能量性质及星系形成与演化研究方向取得突破。在时域科学方面，将和中国科技大学以及中国科学院紫金山天文台共建的墨子巡天望远镜合作，通过光谱后随验证的方式证认墨子巡天望远镜所发现的高能天体现象并对其进行分类，这种通过大视场望远镜进行测光预警和光谱快速响应的时域天文联动观测模式在国际上也是绝无仅有的。同时，JUST光谱望远镜的高精度光谱仪瞄准在国际上首次同时实现多目标和高精度的光谱观测，将系外行星探测的效率提高10倍。冷湖天文观测基地位于青海省海西蒙古族藏族自治州茫崖市冷湖镇赛什腾山区域，平均海拔约4000米。2017年以来，中国科学院等科研单位合作在此开展天文台址科学监测。监测结果显示，冷湖赛什腾山区域的视宁度、晴夜时间等光学天文观测所需的关键监测数据表现优越，可比肩国际一流大型天文台所在地。

27日，记者从中国科学院国家空间科学中心获悉，由该院牵头建设的国家重大科技基础设施“空间环境地基综合监测网”（子午工程二期）标志性设备之一——圆环阵太阳射电成像望远镜（以下简称圆环阵）顺利通过工艺测试。这一状如“千眼天珠”的国之重器，不仅能监测太阳“打喷嚏”，还可成功探测脉冲星，为我国太阳物理和空间天气研究提供高质量的自主观测数据。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。被当地居民称作“千眼天珠”的圆环阵，坐落于海拔3820米的四川稻城，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，是目前全球规模最大的综合孔径射电望远镜。它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。中国科学院国家空间科学中心供图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。在建设过程中，项目团队攻克了一系列关键核心技术，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。圆环阵太阳射电成像望远镜项目负责人、中国科学院国家空间科学中心研究员阎敬业说，为保证建设质量和工期，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。本着“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。值得关注的是，2023年3月，还处于系统调试阶段的圆环阵，开展了我国首次基于射电图像序列的脉冲星探测实验，从连续射电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质量监测太阳活动的能力，脉冲星成像等射电天文观测能力得到初步验证，开启了科学试观测。记者获悉，下阶段，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，并与子午工程的其他监测设备开展联合观测。“考虑到监测太阳每天需要8小时左右，为充分发挥国家重大科技基础设施的综合效能，圆环阵还将与500米口径球面射电望远镜‘中国天眼’、‘中国复眼’雷达阵列、三亚非相干散射雷达等国家重大科技基础设施开展联合观测，有望在低频射电巡天、脉冲星、快速射电暴和行星防御监测预警等领域发挥重要作用。”阎敬业说。

近日，在紫金山天文台青海观测站(青海省海西州德令哈市东，原315国道45公里处)，由西华师范大学出资购买设备，由中国科学院国家天文台、中国科学院紫金山天文台和西华师范大学三方联合建设并运行的50BiN项目(50厘米双筒望远镜网络)中国节点望远镜工程取得实质性进展。在50BiN设备的安装过程中，国家天文台、西华师范大学和南京天文光学研究所的科学家和技术人员通力合作，并在紫金山天文台青海观测站的密切协作下，克服高寒、缺氧、施工条件差等种种困难，力保施工质量。目前望远镜已经完成安装工作。 　　项目的基建施工于2012年10月开始，因为天气原因，仅完成了所有控制楼的地基建设和供50BiN望远镜安装的部分。余下的建筑将在2013年开春后启动并于一个月左右完成，以确保SONG项目1米望远镜及附属设备的安装。 　　今年完成的设备安装内容包括50BiN的圆顶和望远镜。圆顶于12月1日安装完成并通过初步测试。望远镜于12月12日安装完成，进入光机电和软件联调阶段。 　　50BiN具有大视场多色测光的能力，并具备同时获取两个波段高精度测光数据的能力。其主要的科学目标是恒星的时域问题研究，将开展星震学、双星、恒星活动、系外行星搜寻等天体物理前沿课题研究。在试运行阶段，50BiN中国节点将开展银河系疏散星团的多色测光巡天，得到疏散星团大样本均匀一致的观测资料。 　　50BiN中国节点望远镜是整个网络的原型节点，这是一个中科院和地方院校合作的成功案例。西华师范大学将以此为契机，建设西华师范大学天文台，实现科研、教学和科普一体的发展思路。加上先期成立的国家天文台、紫金山天文台、西华师范大学联合实测天体物理中心，中国的一个新的天文学科点就此诞生。

中国、日本、韩国三国科学家正利用他们共同构建的世界最大射电望远镜阵，探测银河系结构、超大质量黑洞等深空奥秘。 　　三国天文学界在各自独立开发的射电天体探测网基础上，整合了东亚地区直径约6000公里范围内19台射电天文望远镜，覆盖了从日本小笠原、北海道至中国乌鲁木齐、昆明的广阔地域，成为世界上最庞大的射电天文观测网络。如果配合日本“月亮女神”绕月卫星上搭载的观天设备，这个望远镜阵的直径将会扩展到2.4万公里。 　　东亚甚长基线干涉测量(VLBI)观测计划中方科学家、中国科学院上海天文台研究员沈志强31日在接受新华社记者专访时说：“中国天文学家经过30多年努力建成的VLBI网，对国际上射电天文学的研究，做出了很大的贡献。我们还成功地将VLBI技术用于中国首颗绕月卫星的测轨工作，已取得巨大成功。” 　　甚长基线干涉测量是国际天文学界目前使用的一项高分辨率、高测量精度的观测技术，用于天体的精确定位和精细结构研究。一个完整的VLBI观测系统通常由两个以上射电望远镜观测站和一个数据处理中心组成。中科院VLBI观测系统目前由上海25米直径、北京50米直径、昆明40米直径和乌鲁木齐25米直径等4台射电天文望远镜，以及上海数据处理中心组成。 　　沈志强说，各观测站同时跟踪观测同一目标，并将观测数据记录或实时传送到数据处理中心，计算机依靠这些观测值计算得出目标天体的精确位置。 　　“嫦娥一号”卫星测轨任务与一般天文学VLBI观测有很大不同。对绕月卫星的测轨，尤其是进入环月正常运行前的各轨道段，不允许有丝毫差错，必须在10分钟内提供准确的测轨结果。在“嫦娥一号”发射后的一个月内，4个观测站和上海数据处理中心出色完成了测轨任务，提供的测轨数据滞后时间一般为5至6分钟。 　　中国VLBI网三周前刚进行了一次远程数据采集、海量存储、数据处理实验，利用高速互联网将VLBI观测数据，实时传送到数据处理中心并进行实时相关处理，以取代传统的VLBI数据邮寄方式。半个月前，包括上海和乌鲁木齐两个观测站在内的世界17个射电望远镜观测站进行的实时接力观测演示，也获得成功。 　　东亚VLBI观测网的主要工作将是完善日本射电天体探测计划正在绘制的银河系图。日本科学家相信，由12台望远镜组成的日本射电天体观测网，加上中国的4台望远镜以及韩国刚建成的3台21米口径望远镜，恒星定位的精度将成倍提高。 　　“这一独特的工作将帮助我们获得关于星系结构的优质数据。”日本国立天文台电波天文学教授小林秀行在接受新华社记者采访时说。 　　韩国和日本科学家正在开发一种特制的计算机，用于整合海量的观测数据，这套计算设备，计划于明年底在韩国首尔投入使用。科学家预计，东亚VLBI观测计划将于2010年全面展开。 　　自400年前意大利人伽利略首次用望远镜观测星空，人类通常靠光学设备进行天文学研究。人们后来发现，天体除了发出可见光，还发出电磁波。1932年，美国贝尔实验室工程师卡尔央斯基偶然发现了来自银河系中心的电波，射电天文学从此发端。碟状天线一般的射电天文望远镜，通过接收天体无线电波或主动发射电波并接收回波，确定遥远天体的形状的结构。

位于贵州省黔南州平塘县的500米口径球面射电望远镜FAST是世界上最大的射电望远镜，这是摄影记者站在约120米高度拍摄的工程实景。　 一位施工人员正沿着施工平台钢梁小心爬行。　　 当地生态环境良好，科研人员在路上拾到一只雏鸟。 　　口径达500米的FAST可以观测到来自宇宙边缘的微弱电磁波，它将在未来20年-30年保持世界一流设备的地位。 　　窥视宇宙的超级大&ldquo 锅&rdquo 　　这是全世界有史以来最大的一口锅。重达数万吨，锅口面积大约相当于25个标准足球场的总和 假如用它满满煮上一锅饭，足够全世界70多亿人聚在一起吃上3天。 　　这口锅坐落在中国贵州，仍处在建造阶段。 　　当然，这口被全世界科学家称为FAST的&ldquo 锅&rdquo 并非为煮饭建造，它是一台巨大的射电望远镜。对于多数普通人来说，这是一个陌生的名词，但在天文学界，它已存在并且被高度依赖超过80年。超级大锅FAST，则正是迄今为止人类建造的最大一部射电望远镜。 　　按照搜索、观测的电磁波波长分类，天文望远镜大致可分为三大类：X射线天文望远镜――用于观察宇宙X射线，比如著名的&ldquo 昌德拉&rdquo 太空望远镜 可见光天文望远镜――以可见光为工具观察宇宙，最有名莫过于伟大的&ldquo 哈勃&rdquo ，以及&ldquo 哈勃&rdquo 的继任者、未来几年将升空的&ldquo 韦伯&rdquo 太空望远镜 射电望远镜――通过捕捉和分析太空中的无线电波来观察太空，例如美国&ldquo 阿雷西博&rdquo 射电望远镜。 　　从广义上看，曾经在2013年拍摄到婴儿时期宇宙照片、并发现暗能量的威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)也属于射电望远镜。在此之前，20世纪60年代，天文学家借助于射电望远镜做出了四项重要发现：脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射、星际有机分子。 　　上天无路，入地有门 　　从观测效果考虑，为了避免大气层的干扰，天文望远镜最好的&ldquo 居住地&rdquo 莫过于太空。但与另外两类望远镜相比，射电望远镜在同样面积上收集到的电磁波能量更弱(有人计算过，80年来全世界所有射电望远镜收集到的能量还不够翻动一页书)，因此，它需要更大的面积来收集来自太空的信息。正因如此，当&ldquo 哈勃&rdquo 与&ldquo 昌德拉&rdquo 相继奔赴太空之时，射电望远镜却只能在地面上望尘兴叹――现在的技术还不足以把口径达到数十米乃至上百米的大型望远镜搬到天上去。 　　幸好，与另外两种望远镜相比，射电望远镜观测的是波长较大的电磁波，受大气层的干扰相对较小。在地面上，科学家需要做的就是尽可能收集更大数量的电波，以提高射电望远镜的灵敏度 而达到这一目的的唯一途径，就是增大望远镜的工作面积。 　　在FAST之前，最大的射电望远镜是前文提到的&ldquo 阿雷西博&rdquo ，口径达350米，但&ldquo 阿雷西博&rdquo 是固定望远镜，不能调整望远镜方向以对准某一既定目标，因此只能扫描天空中的一个带状区域，而且由于地球转动，它不能连续观察同一目标。在&ldquo 阿雷西博&rdquo 之外，因自身重力及风力引起望远镜形变的限制，传统全可调望远镜的最大口径只能达到100米。 　　二十年磨一剑 　　1995年，北京天文台和国内20余所大学和研究所联合成立了大型射电望远镜中国推进委员会，提出利用贵州喀斯特地形，建造500米口径球面射电望远镜FAST(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope)的概念，台址确定在贵州省黔南州平塘县克度镇金科村的&ldquo 大窝凼&rdquo 洼地。FAST工程的预研究历时13年，直到2007年7月10日才正式立项。2011年3月25日，FAST工程正式开工建设，预计2016年9月建成。 　　2014年7月17日上午11时， FAST建造工程安装了第一根主索，反射面索网安装工程正式实施――这是安装整个望远镜镜面框架的第一步。由于镜面太大(面积达30个标准足球场的总和)，必须有一个承载整个镜面的基架，它由具有超高抗疲劳性能、钢筋结构的索网组成――单是作为基架的索网，总重量就达到1300余吨。全部索网结构都必须在高空中拼装，整个索网安装工程预计将耗时六个月。 　　&ldquo 哈勃&rdquo 、&ldquo 昌德拉&rdquo 等太空望远镜都使用陀螺仪控制望远镜镜头方向，而FAST将采用机器人控制、轻型索电力拖动，牵引着500米口径、重达万吨的望远镜镜面，实现镜头方向定位――这就可以让望远镜全天候工作，并且能够在受控条件下观察任意一个太空方位。 　　眺望宇宙边缘 　　1960年，英国剑桥大学卡文迪许实验室的马丁?赖尔利用干涉原理发明&ldquo 综合孔径射电望远镜&rdquo ，大大提高了射电望远镜的分辨率。其基本原理是：用相隔两地的两架射电望远镜接收来自同一天体的无线电波，两束波进行干涉，其最高等效分辨率将等同于一架口径相当于两地之间距离的单口径射电望远镜。当前，射电天文学领域已经利用这一技术把遍布全球的射电望远镜综合起来，获得了等效口径相当于地球直径量级的射电望远镜。赖尔因为此项发明获得1974年诺贝尔物理学奖。 　　或许有人会问：既然这项技术已经让科学家拥有了&ldquo 等效口径相当于地球直径量级&rdquo 的射电望远镜，那么建造口径仅仅为500米的FAST还有什么意义? 　　提出这一问题的朋友混淆了两个概念，那就是望远镜的&ldquo 灵敏度&rdquo 和&ldquo 分辨率&rdquo 。&ldquo 综合孔径射电望远镜&rdquo 技术仅仅能够提高射电望远镜的分辨率，但假如相隔两地的两架射电望远镜灵敏度不够高，那么这一技术根本派不上用场――这好像是警方破案，全国联网通缉固然可以迅速找到犯人，但之前确定犯人是谁，仍要依靠某一特定公安局――其破案能力就如同射电望远镜的灵敏度。迄今为止，提高射电望远镜灵敏度的唯一方法，依然是增加收集宇宙电波的镜面面积。从理论上说，口径达500米的FAST可以观测到来自宇宙边缘的微弱电磁波。正因如此，中国科学家才敢说，作为世界最大的单口径望远镜，FAST将在未来20年-30年保持世界一流设备的地位。

9月21日，中国科学院新疆天文台“110米口径全向可动射电望远镜”项目在奇台观测站开工建设。新疆维吾尔自治区党委副书记、自治区主席艾尔肯吐尼亚孜，中国科学院副院长、党组成员张涛以视频连线方式在项目开工活动中讲话。　　艾尔肯吐尼亚孜指出，110米口径全向可动射电望远镜项目作为国家在疆布局的“国之重器”，体现了科技强国的战略部署，承载着促进我国现代天文学进入世界先进行列的光荣使命，同时对提升新疆的科技创新能力，促进经济社会高质量发展，建设区域领先的文化科教中心，具有重大示范引领作用。他强调，自治区各部门将形成合力，全力做好项目建设要素保障，提供优质高效的政务服务，协调解决项目建设中的困难问题，确保项目顺利实施、扎实推进，不断开创自治区科技创新工作新局面。　　张涛代表中科院和全院科技工作者，对项目开工表示热烈祝贺。他表示，110米口径全向可动射电望远镜项目作为院区双方科技合作的重要内容，凝聚了自治区各级各部门党政领导、中科院广大科技工作者的心血和汗水。110米口径全向可动射电望远镜项目作为我国天文领域又一重大科技基础设施，是与“中国天眼”相媲美的重大项目，对加快打造原始创新策源地，加快新疆创新驱动发展都具有重要意义。随着项目建设进入具体实施阶段，中科院将发扬团结奋进、协同创新、严谨踏实的工作作风，优质高效完成好项目建设。　　110米口径全向可动射电望远镜项目建设期6年，建成后将在纳赫兹引力波、快速射电暴、黑洞、暗物质、天体及生命起源等前沿领域开展科学研究，并为未来我国空间活动提供强大技术支撑。　　新疆维吾尔自治区党委常委、政府副主席玉苏甫江麦麦提，中科院副秘书长严庆到现场参加开工活动。科技部基础研究司、国家自然科学基金委数理学部、中科院国家天文台、新疆分院、合作单位以及自治区相关部门领导专家参加活动。

人民网北京2月1日电　(记者赵永新)世界上口径最大、功能最强的单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜(FAST)工程，近日在贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县大窝凼洼地举行奠基仪式。 　　FAST拥有30个足球场大的接收面积，与号称“地面最大机器”的德国波恩100米望远镜相比，灵敏度提高约10倍 与被评为人类20世纪十大工程之首的美国300米望远镜相比，其综合性能提高约10倍。 　　FAST建成后，将在未来20—30年保持世界领先地位。 　　据介绍，该国家重大科技基础设施耗资7亿元人民币，建设周期5年半。作为一个多学科基础研究平台，FAST将为众多基础研究提供发现和突破的机遇。

正在建设当中的射电望远镜 记者从上海市建交委获悉，目前，位于上海松江佘山基地的中科院上海天文台65米射电望远镜项目推进顺利，天线大型组件地面拼装工作已基本结束。据了解，这台射电望远镜建成后综合性能可排亚洲第一、世界第四，将参与我国探月工程及各项深空探测任务。 这台射电望远镜高70米，重达2600多吨，建成后可以清楚地听到来自宇宙深处微弱的射电信号，观测到100多亿光年外的天体，将会在我国明年的探月工程二期当中发挥巨大的作用。 有关专家表示，与直接成像的光学天文望远镜不同，射电天文望远镜的原理是用外形似碟状的天线，接收无线电波来确定航天器的位置和轨道。因而，射电望远镜的口径越大，“视力”越好，擅长接收遥远天体发出的微弱电磁波信号。安装在佘山的这台望远镜主反射面口径65米，其面积相当于8个篮球场，全方位可转动，涵盖了射电天文研究的全部厘米波波段和部分毫米波波段，同时配备高灵敏度接收机系统。 上海65米射电望远镜于今年内基本建成后，可在四个低频波段投入工作，具备执行探月工程二期的任务及开展天文观测的能力。之后，将致力于完成四个高频波段的接收设备以及主动面调整系统的调试。望远镜系统全部建成后，将在射电天文、地球动力学和空间科学等多学科领域发挥重要作用。

亚洲最大射电望远镜在上海启用 　　10月28日上午10时，亚洲最大、具有世界先进水平的大型可全动射电望远镜天线系统落户上海西郊佘山并正式启用。这个上海65米射电望远镜项目是中国科学院和上海市政府的重大合作项目，主要由中科院、上海市政府、探月工程等共同出资建造，由中国科学院上海天文台负责运行，并由中国电子科技集团公司自主研制完成。 　　该项目于2009年正式启动，历时3年。望远镜天线口径为65米，高度70米，重约2700吨。项目中采用的超大型天线结构保型设计、主动反射面技术、高精度全轨道焊接技术等均为国内首创，在同类型的射电天文望远镜中总体性能位列全球第四，亚洲第一。 　　65米射电望远镜总设计师、中国电科专家杜彪介绍说，65米射电望远镜将在射电天文、天文地球动力学和空间科学等多种学科中成为我国乃至世界上一台主干观测设备，是一流的科学成果。它将执行探月工程三期以及我国未来月球和火星探测等各项深空探测任务，同时用于射电天文观测等多项科学研究。

9月15日，日喀则40米射电望远镜项目科学研讨暨工作启动会在日喀则市西约35公里处的观测站址举办。西藏自治区人民政府副主席、党组成员、日喀则市委书记斯朗尼玛，中国科学院副院长、党组成员丁赤飚，深空探测重大专项总设计师吴艳华等出席会议。 　　斯朗尼玛在致辞中指出，日喀则40米射电望远镜项目是国家重大科技任务和地方科技发展的需要，不仅对推进世界天文学事业发展、提升我国科技创新能力具有重大意义，对西藏经济社会发展也将产生深远影响，对于繁荣科学文化事业，促进科技进步具有重大的推动作用。他强调，日喀则40米射电望远镜项目建设要坚持高起点、高水平、高效益的规划和建设，同时发挥好科普教育作用，建设设施先进的科普场馆，举办各类科普活动，推动科技和文化融合发展，帮助各族群众树立科学思想、科学精神，普及科学知识和科学方法，提高各族群众科学文化素质；相信项目建成后，将形成科普教育和旅游产业相互促进、共同发展的良好局面，并形成独具特色的科技旅游产业，提升西藏自治区旅游发展水平。他希望中国科学院加强指导，精心组织，科学施工，刻苦攻关，打造精品工程，西藏自治区各部门、日喀则市政府要加强协调服务，全力做好电力供给、道路建设、电磁环境保护等相关保障工作，确保项目建设顺利进行。 　　丁赤飚在致辞中表示，中国科学院长期以来高度重视与西藏自治区的科技合作工作，西藏日喀则40米射电望远镜观测站建设项目作为双方科技合作的重要内容，凝聚了自治区各级各部门党政领导、中国科学院广大科技工作者的心血和汗水。西藏日喀则天文观测条件优越，为VLBI长基线、高精度测量提供了得天独厚的条件；相信西藏日喀则40米射电望远镜项目的建成能够更好地满足多目标跟踪测量的需求，确保探月和深空探测任务的顺利实施；希望上海天文台继续发扬团结奋进、协同创新、严谨踏实的工作作风，高效完成好项目建设，按时、保质完成国家重大任务，把日喀则40米射电望远镜建好、用好，同时，发挥科技设施的“磁力”效应，集聚、培养顶尖科技人才扎根西部，为国家战略科技力量建设奠定人才基础，与国内外天文观测机构和天文学家开展更为广泛的学术交流与合作，依托日喀则40米射电望远镜项目打造航天工程和天文科普基地，推动当地经济、科学、文化、教育和旅游发展，为实现我国高水平科技自立自强做出更多贡献；期望中国科学院和西藏自治区进一步聚焦国家重大战略部署和西藏可持续发展的重大科技需求，加强沟通对接，继续通力合作，力争产出一批具有引领带动作用的重大科技成果，为西藏经济社会高质量发展做出积极贡献。 　　吴艳华指出，日喀则40米射电望远镜项目不仅服务探月工程四期，还要服务更长远的深空探测任务。相信在国家航天局、中国科学院等各方支持下，以探月工程四期提供的条件建设为基础，一定能够更好地服务国家战略和更长远的航天重大工程任务目标。希望在西藏自治区、上海市、中国科学院、日喀则等有关部门的大力支持下，项目总体单位和各承研单位高标准、高质量地完成好这项工作，相信日喀则40米射电望远镜一定能够成为我国深空测控系统的又一标杆工程、明星项目。 　　会议由中国科学院上海天文台党委书记、副台长侯金良主持。日喀则市委副书记、市政府常务副市长彭一浩，中国科学院上海天文台台长沈志强，中国科学院院士叶叔华，四川省弘发建业集团有限公司总经理王熙熙也分别致辞。与会领导嘉宾为项目奠基，日喀则40米望远镜项目正式启动。 　　上海天文台于9月14日在拉萨市举办了日喀则40米射电望远镜项目推进会，相关负责人介绍了VLBI技术在我国探月与深空探测任务中的应用以及日喀则40米射电望远镜项目进展，与会专家围绕项目推进、协同合作等方面进行了深入研讨与交流。9月16日，上海天文台又在拉萨市组织召开了日喀则40米射电望远镜项目专题讨论会，共安排8个邀请报告，与会专家围绕报告主题，就如何在西藏高原地区建好、用好大型射电望远镜进行了探讨和广泛交流。

近日，香山科学会议第501次学术讨论会在京闭幕。会上，专家呼吁目前我国已拥有多项世界级天文学先进仪器，应进一步对仪器设备关键技术的发展提出要求，完善大型设备的科学目标。 　　随着我国射电天文学研究的发展，科学家相继提出了一批大型射电望远镜的建设方案，包括已建成的天马望远镜，在建的500米口径球面射电望远镜(FAST)，正在计划中的奇台110米望远镜(QTT)以及正在构想阶段的COME空间卫星等。 　　与会专家认为，射电天文大型设备的建成和运行将使我国在天文学拥有更多世界级的先进仪器，同时也将为中国从事大科学装置项目、引领射电观测领域的国际前沿提供必要条件，但并非充分条件。 　　会议执行主席、中科院国家天文台研究员南仁东指出，我们亟须抓住这一难得的机遇，整合国内一线实测射电天文学家与仪器设备专家的研究力量，对仪器设备关键技术的发展提出要求，共同完善大型设备的科学目标，通过开展国际合作，力争提升我国在射电天文领域的自主创新能力，并取得国际一流的成果。

2月28日，记者从中国极地研究中心获悉，我国首台近红外望远镜在南极昆仑站成功运行。中国第40次南极科学考察队利用该望远镜开展了近红外天文观测以及近地空间环境全时段监测实验。研究人员利用我国自主研制的近红外天文望远镜，成功测定了昆仑站全天空的近红外天光背景亮度等关键数据，为昆仑站开展全年天文和空间观测提供了坚实基础。经过近两个月的运行表明，该望远镜达到设计要求，满足极寒气温、无人值守等严酷环境指标。接下来，科研人员将远程遥控望远镜在无人值守的南极昆仑站开展宇宙和空间观测。在南极最高点建设天文观测阵列中国极地研究中心研究员姜鹏介绍，国际上公认的南极科学高点有4个：南极点、南极的磁点、南极的冰点、南极冰盖最高点。中国南极科考队从1996年开始先后组织开展了6次内陆科学考察，终于在2005年实现人类首次从地面登顶最高点冰穹A，并于2009年在冰穹A建立首个南极内陆考察站——昆仑站。“冰穹A地区，不仅大气稀薄洁净、没有光污染，而且每年有长达6个月的极夜，是地球上最佳的天文观测台址。”姜鹏说。“此次投入使用的近红外天文望远镜，可以承受零下80摄氏度的极寒气温，并且无惧‘地吹雪’对设备的干扰。”负责装备研发的中国科学院南京天文光学技术研究所望远镜新技术研究室副主任李正阳研究员说。为确保望远镜在环境恶劣的南极地区稳定运行，他们在南京建造了一个零下80摄氏度的实验室。“南极地区有时会突然刮起大风，扬起‘地吹雪’，造成设备卡死。”李正阳说，该望远镜应用了自主研发的耐低温光学镜筒、全密封直接驱动电机关键技术，显著提升了设备的极端环境适应能力。我国在南半球部署天文望远镜，有助于开展全面、持续的观测活动。近年来，依托昆仑站，中国科学院与中国极地研究中心合作研制了多台套天文观测设备，其中包括参与人类历史上首次探测到引力波光学对应体全球联测工作的南极巡天望远镜（AST3-2）等。春分过后，南极将进入极夜，无人值守的近红外望远镜将通过远程控制与南极巡天望远镜AST3-2协同开展时域天文学观测，填补昆仑站近红外观测空白。未来，太赫兹望远镜也将进驻昆仑站，进一步拓展南极天文观测波段。与“爱因斯坦探针”携手探秘宇宙“我们肉眼可见的光，只是天体辐射电磁波里很小的一段，红外望远镜是天文观测的重要手段之一。”姜鹏说，红外波段观测为科学家探究宇宙、星系、恒星的形成与演化，了解暗物质与暗能量，寻找地外生命迹象等发挥了重要作用。姜鹏介绍，地球大气也会产生红外辐射对观测天体产生影响，气温越低大气红外辐射越弱，因此南极地区的极寒天气能够较好地抑制天空红外背景噪声。李正阳介绍，长期以来，我国在红外天文望远镜领域相对薄弱，此次投入运行的近红外望远镜波长在1.1—1.4微米，是最接近可见光的波段。根据科研计划，无人值守期间，近红外天文望远镜将锁定几个特定区域进行持续观测，并及时跟踪观测宇宙中的爆发天体。今年1月9日，我国成功将爱因斯坦探针卫星送入太空。该卫星主要科学目标涉及黑洞、引力波等爱因斯坦相对论的重要预言，因此取名为“爱因斯坦探针”。姜鹏告诉记者，宇宙中的爆发现象是目前国际天文研究的前沿热点，爱因斯坦探针卫星的一个重要任务，就是通过在X射线波段探测宇宙中的爆发现象。“我们将发挥红外波段和南极区域优势，与爱因斯坦探针卫星合作观测宇宙中的爆发现象。”姜鹏说。

7日从中国科学院获悉，国家重大科研装备研制项目“新一代厘米-分米波射电日像仪”日前在内蒙古正镶白旗明安图观测站通过专家验收。作为新一代太阳射电望远镜，该仪器是国际太阳射电物理研究领域的领先设备，将极大地促进我国太阳物理和空间天气科学的发展。　　太阳剧烈活动研究是太阳物理的主要方向，也是我国《中长期科学和技术发展规划纲要》在学科发展和科学前沿问题中部署的主要研究领域之一。自上世纪60年代起，中国太阳物理界就提出过建设射电日像仪的各种方案，由于种种原因未能实施。本世纪初，中科院国家天文台研究员颜毅华团队首次提出中国射电频谱日像仪的研制方案。财政部于2009年12月正式立项这一重大科研装备研制项目。　　专家介绍，“新一代厘米-分米波射电日像仪”即新一代太阳专用射电望远镜，它由分布在方圆10公里的3条旋臂上的100面天线组成高、低频两个综合孔径阵列，具有在超宽频带上同时以高时间、空间和频率分辨率进行太阳观测的能力，将填补在太阳爆发能量初始释放区高分辨射电成像观测的科学空白。　　验收专家委员会一致认为，“新一代厘米-分米波射电日像仪”是国际太阳射电物理研究领域的领先设备，为耀斑和日冕物质抛射等太阳活动研究提供了新的先进的观测手段，将极大促进太阳物理和空间天气科学的发展。　　中科院副院长王恩哥表示，“新一代厘米-分米波射电日像仪”的成功研制，将在国际太阳物理领域发挥重要作用，并提升我国太阳活动预报和空间天气监测的能力。要加快利用该设备开展天文观测和研究工作，鼓励国内外的科学家前来合作，取得原创性的重大科研成果。

11月13日上午，在位于四川省甘孜州稻城县的空间环境地基综合监测网(子午工程二期)圆环阵太阳射电成像望远镜项目建设现场，随着最后一个天线面缓缓吊起并安装到位，子午工程二期标志性设备之一圆环阵太阳射电成像望远镜项目设备完成系统集成，正式进入联调联试阶段。项目预计在2023年6月完成系统联调联试，进入试运行阶段，全面投入科学研究。 　　圆环阵太阳射电成像望远镜是由313台直径6米的天线构成的综合孔径射电望远镜，天线均匀分布在直径1公里的圆环上，由圆环中心100米高的定标塔为整个观测链路提供定标基准，状如一颗巨大的“千眼天珠”。望远镜工作在150MHz-450MHz的射电频段，可以对太阳爆发活动进行成像成谱观测。 　　国家重大科技基础设施子午工程二期于2019年开工建设，同年四川省政府为圆环阵太阳射电成像望远镜配套的地方项目获批，并开始建设。在项目建设工期紧，进度要求高的情况下，建设者们在高原环境下拼搏奉献，克服各种困难，使得台站基础配套用房在2020年12月按时竣工，为后续项目实施提供了良好的基础条件保障。 　　由于系统建设规模大、研制难度高，为了充分释放技术风险，项目组创新性地采用了2单元系统研制、16单元验证研制、313单元大系统建设的“三步走”建设方案。2021年8月两单元验证系统建设完成，2021年12月16单元验证系统建设完成。在2单元以及16单元验证系统研制过程中，项目承研方中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气国家重点实验室协调各外协单位通过在西安、眉县、合肥、稻城等地开展多轮次的样机研制以及联调联试，排查和解决了数百项技术难题，并突破了基于中心定标以及单通道多环绝对相位定标相结合的针对大规模地基干涉阵列的系统级高精度实时一致性定标技术，技术指标优于国际同类设备。16单元验证系统在天线单元数量仅有国际同频段观测设备1/3的情况下，由于采用了系统级高精度实时一致性定标技术，实测针对太阳活动区的观测结果已优于国际同频段太阳观测设备，并获得了高质量针对天鹅座A以及太阳爆发活动的观测结果，系统的整体功能和性能指标得到了验证，大系统建设的技术风险得到了充分释放。 　　基于“三步走”的建设方案设想，项目组在系统建设初期进行了充分的技术验证和关键技术突破，充分释放了技术风险，为最终313单元大系统建设奠定了基础，也为大系统能够提前保质保量完成系统集成提供了坚实技术保障。 　　全面建成后的圆环阵太阳射电成像望远镜，能够实时监测地球空间天气事件的源头——太阳，监测太阳射电耀斑，跟踪日冕物质抛射(CME)的形成、演化和进入行星际的全过程，对子午工程二期探索高时空分辨的日地空间环境动态特征和变化规律起到重要作用，并将在脉冲星搜索等夜天文研究领域和空间科学科普方面发挥重要作用，并有望为川西地区高质量发展贡献力量。

14日，记者从中国科学院国家空间科学中心获悉，经过半年的调试测试，圆环阵太阳射电成像望远镜目前已具备连续稳定高质量监测太阳活动的能力，脉冲星成像等射电天文观测能力得到初步验证，开启科学试观测。中国科学院国家空间科学中心供图圆环阵太阳射电成像望远镜位于四川省稻城县，又称“千眼天珠”，是国家重大科技基础设施子午工程二期的标志性设备，由中国科学院国家空间科学中心研制。“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。通过采用原创的圆环阵列构型和中心定标总体方案，该望远镜突破了单通道多环绝对相位定标等核心关键技术，能够实时监测600多条接收链路的幅度和相位一致性，并自动进行补偿，率先实现了实时高分辨率“射电相机”功能。未来，“千眼天珠”将对太阳开展连续监测，同时探索脉冲星、快速射电暴和小行星监测预警方法，进一步精调精测，研究高精度数据处理方法，持续改进成像质量。据悉，子午工程二期将在一期以链为主的15个台站的基础上新增16个台站，形成东经100度、120度、北纬40度、30度附近31个台站“井”字型布局的空间环境监测网络系统。二期建设目标是监测太阳爆发活动对地球空间天气的影响，理解日地空间环境，提高空间天气预报水平，保障航天器和地面高技术系统的安全运行。

11月19日，三十米望远镜(TMT)红外成像光谱仪(IRIS)国际合作项目在美国帕萨迪那市(Pasadena, CA)三十米望远镜国际天文台(TIO)总部顺利通过初步设计方案评审(PDR-1)。　　红外成像光谱仪(IRIS)是三十米望远镜(TMT)计划的三台首光仪器之一，是一台兼具近红外(0.84-2.4um)积分视场光谱观测和宽视场成像的天文精密仪器，包括波前探测器(OIWFS)、宽视场相机(Imager)、微透镜阵积分视场光谱仪(Lenslet IFS)和像切分器积分视场光谱仪(Slicer IFS)。项目主要由加州大学洛杉矶分校(UCLA)、加州理工学院(Caltech)、加拿大国家研究委员会(NRC)、日本国立天文台(NAOJ)和中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所(NIAOT)等国际科研机构共同承担。　　南京天文光学技术研究所于2013年9月派遣副研究员张凯前往加州理工学院(Caltech)，以中科院公派访问学者身份参与IRIS设计工作，在初步设计阶段担任像切分器积分视场光谱仪(Slicer IFS)的光学设计负责人，完成了前置光路(Pre-Optics)、像切分器(Image slicer)、离轴三反准直系统(TMA Collimator)等的设计工作。　　IRIS初步设计阶段(PDP-1)历时3年(2013 -2016)，团队对仪器设计方案进行了重大修改。仪器光学布局从科学相机与光谱仪并行设置修改为串行连接，科学相机作为光谱仪的前置中继系统。成像视场增至34”x34”，光谱视场移至成像视场中心(最大视场4.4”x2.25”)，以牺牲成像部分中心视场为代价增强光谱观测精度。三个科学仪器的光学系统由透射式改为以离轴三反为主的反射式结构，力求简化光学布局，减少色差，保证仪器性能的一致性。像切分器作为积分视场光谱仪的核心器件，初步设计方案提出一种全新的三镜系统很好地兼顾成像质量和制造难度。　　此次评审中展示的是一个经过优化和完善的设计方案，满足或超越了设计指标要求。IRIS项目组的所有工作获得评审委员会(Review committee)的高度赞赏，顺利通过评审。

p style=" text-align: center " img width=" 600" height=" 437" title=" 77e4c55c6fc4980_jpg_600x600.jpg" style=" width: 600px height: 437px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201602/noimg/c326c893-89b9-475a-8bce-7d9949bdde96.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p 　　英国《卫报》2月16日文章，原题：中国的巨型射电望远镜是其远大科学雄心的象征。中国对全世界最大射电望远镜的投资，正是其在科学领域投资的缩影：它既勾勒了一幅恢弘盛景，又展示了这一长远战略的潜在回报。1985年，世界上大部分国家还对中国持怀疑态度。正是在这一年，北京宣布一项新战略：通过对研发和创新领域的投资，使中国成为知识大国。 /p p 　　在过去30年间，中国超越日本成为仅次于美国的世界第二大经济体。与此同时，中国对研发领域的投资与日俱增：如今中国已是太空研究和载人飞行大国，中国还已成为医学、生物和化学 等研究领域雄心勃勃的大玩家，去年屠呦呦就成为中国首位诺贝尔医学奖得主。 /p p 　　中国大学毕业的劳动大军迅速扩大，奔赴海外的中国科学家正被吸引回国。截至2014年，中国的学术机构和大学已吸引4000多名杰出的非华裔科学家，而且已有超过11万名赴海外工作的博士返回中国。主要原因是如今他们 在中国获得支持研究的良机，要比研究投入减少的欧美更多。 /p p 　　科学是一项国际事业，尽管中国政府鼓励国内才俊，但如今越来越多科 学论文的署名作者是中国科学家及其西方(包括华裔)合作伙伴。2006年，北京出台(中长期科学和技术发展)规划纲要宣布，中国将在2020年成为“科学 强国”。实际上，现在的中国已是强国。中国还大举投资能源研究：到2020年时，中国15%的能源将来自可再生资源。 /p p 　　这架口径500米的射电望远镜并非只是接收遥远宇宙信号的工具：它还是充分展现(中国在科学领域)恢弘愿景的典范。 /p

1992年，我国一位天文学家在《自然杂志》上发表了4篇文章探讨当时天文科学的发展，在这组文章的最后一节，他对我国天文设备建设提出了几则设想。3年后，他重读这4篇文章，在手稿中写道“……觉得好像是一个跳伞者，伞已经在空中张起，眼睛盯着目的地但却还没有落到实地。像一支音乐停在接近尾声的一个休止符上。”　　这位天文学家，就是1980年当选中国科学院学部委员（院士），历任北京天文台研究员、台长、名誉台长，为天文事业整整奋斗了70年的王绶琯，而他在手稿中提到的，使这段“停在接近尾声的一个休止符上”的音乐成为一段完整乐章的办法，则是建造大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜——郭守敬望远镜（LAMOST）。　　作为我国自主创新的、世界上口径最大的大视场兼大口径及光谱获取率最高的望远镜，LAMOST与王绶琯的渊源要追溯到20世纪80年代。当时我国正值现代天文学的第二次重建，“五台四校一厂”的学科基地已经立稳脚跟；天文实测条件正从“基本为零”转变为“最最起码的水平”；一批中青年天文人才这时已崭露头角。王绶琯惊喜地发现，这样的人与物的基础，虽然还很薄弱，但只需进一步巩固、完善，便能发起一次“前哨战”，在天文“主战场”上，开拓前沿，取得突破。　　当时的天文学界存在一个困扰了研究者们多年的难题，即望远镜的大口径和大视场无法兼得。大视场是指望远镜可观测到的星空的面积足够大，这样就可以同时观测更多的星星。大口径是指望远镜镜面的直径大，这样就可以观测到足够暗的星体。　　在此前使用的三种常规光学望远镜中，折射望远镜具有较宽的视野，但它的镜片不能做大；反射式望远镜可以把镜片做大，获得大口径，但是它能够观测的范围比较小，无法获得大视场；折反射望远镜能够获得大视场，但由于它的折射镜片太复杂，无法做大，因此不能同时获得大口径。　　如何解决大口径与大视场“鱼与熊掌不可兼得”的问题？这一困惑摆在了国内外所有天文学家的面前。　　20世纪80年代的一个夜晚，在从宁波驶向舟山的船上，王绶琯与当时都还是青年科学家的陈建生院士和苏定强院士一道，讨论我国下一步的天文设备建设。他们想到，想要在我国天文学方面做“有米之炊”，是不是要考虑“做个什么东西”，解决这个“鱼与熊掌不可兼得”的问题。　　在这次被王绶琯称作“海舟夜话”的谈话结束后不久，他们便把目标定在配置多根光学纤维的“大天区面积大规模光谱”的开拓上。接着是LAMOST建设方案探讨，从陈建生主持的“150/220厘米中国施密特望远镜”的论证，到苏定强设计的“子午装置—焦面跟踪”的施密特型望远镜，再到最终LAMOST方案形成时苏定强“主动反射板”画龙点睛的一笔，LAMOST建设方案先后经过多次学术讨论，三易蓝图。　　1993年4月，以王绶琯、苏定强为首的研究集体提出LAMOST项目，并建议将其作为中国天文重大观测设备列入“九五”期间国家重大科学工程计划。　　1994年7月，两位青年科学家褚耀泉、崔向群在英国的一次国际会议上报告了LAMOST建设方案，引起了强烈反响。　　从诞生于海舟中的一个想法到国际会议上使同行们兴奋的方案，王绶琯参与见证了LAMOST的成长史。1995年，他在论文中回忆道，“LAMOST方案的思考和建构，反复历经十年。参加的同志前后近二十人，参加者从不同专业、不同研究领域出发，切磋琢磨、求同存异，蜿蜿蜒蜒把力气汇聚到了共同点。正因为参加者的出发点不同，就有了集思广益。而参加者从不同出发点走向目标，不同思想、不同方法在同时前进中磕弹转并，就有了各自的蜿蜒曲折。”　　1996年7月，国家科技领导小组决策启动国家重大科学工程计划，LAMOST列入首批启动项目；2001年8月，LAMOST项目批准开工建设，2008年8月全部项目建设任务完成；2008年10月16日在国家天文台兴隆观测基地举行LAMOST落成典礼，2009年6月LAMOST项目顺利通过国家验收。　　近年来，一系列天文学领域的新研究发现不断刷新着人们对于宇宙的认知：在银河系中发现一颗恒星级黑洞；为银河系重新画像，发现银河系比原来认识的增大了一倍；改写银河系晕的面貌，精确称量出银河系的“体重”；发现一颗目前人类已知锂元素丰度最高的恒星；通过监测恒星“心电图”发现绝大多数富锂巨星的“真身”是红团簇星；发现类太阳恒星经过氦闪普遍可以产生锂元素的机制；获取了大样本恒星年龄信息，揭示银河系“成长史”……在这些发现的背后，都少不了LAMOST的参与，它已经成为天文学家们亲密无间的“合作伙伴”。　　截至2022年9月，LAMOST已运行11年，共发布了约2000万条光谱数据。每天夜晚，LAMOST都在华北大地上仰望星空。而在浩瀚宇宙中，被命名为“王绶琯星”的小行星也正熠熠生辉。

题注：韦布通过将冷却至极低温的大口径太空望远镜(预计是斯皮策红外天文望远镜的50倍灵敏度和7倍的角分辨率)和先进的红外探测器工艺相结合，带来了科学能力的巨大进步。它将为以下四个科学任务做出重要贡献：1. 发现宇宙的“光”；2. 星系的集合，恒星形成的历史，黑洞的生长，重元素的产生；3. 恒星和行星系统是如何形成的；4. 行星系统和生命条件的演化。而这一切，都离不开部署在韦布上的先进的红外探测器阵列！ ============================================================近日，NASA公布了“鸽王”詹姆斯韦布望远镜拍摄的一张照片！ 图1. 韦布拍的一张照片，图源：NASA 什么鬼？！这台花费百亿美金的望远镜有点散光啊… … 怕不是在逗我玩呢吧… … 别急，这确实是韦布望远镜用它的近红外相机(NIRCam)拍的一张照片。确切来说，这只是一张马赛克拼图的中间部分。上面一共18个亮点，每个亮点都是北斗七星附近的同一颗恒星。因为韦布的主镜由18块正六边形镜片拼接而成，之前为了能够塞进火箭狭窄的“货舱”发射升空，韦布连主镜片都折叠了起来，直到不久前才完全展开。但这些主镜片还没有对齐，于是便有了首张照片上那18个看似随机分布散斑亮点。对于韦布团队的工程师而言，这张照片可以指导他们接下来对每一块主镜片作精细调整，直到这18个亮点合而为一，聚成一个清晰的恒星影像为止。想看韦布拍摄的清晰版太空美图，我们还要再耐心等几个月才行。小编觉得，大概到今年夏天，就差不多了吧。=============================================================================中红外仪器MIRI如果把韦布网球场般大小的主反射镜，比作人类窥探宇宙的“红外之眼”的晶状体的话，韦布携带的中红外仪器，可以说就是这颗“红外之眼”的视网膜了。今天，小编要带大家了解的，就是韦布得以超越哈勃望远镜的核心设备——中红外仪器 (MIRI，Mid-infared Instrument)。图2. 韦布望远镜的主要子系统和组件，中红外仪器MIRI位于集成科学仪器模组(ISIM)。原图来源：NASA如图2所示，韦布望远镜的主、副镜片经过精细调整和校准后，收集来自遥远太空的星光，并将其导引至集成科学仪器模组(ISIM)进行分析。ISIM包含以下四种仪器：l 中红外仪器(MIRI)l 近红外光谱仪 (NIRSpec)l 近红外相机 (NIRCam)l 精细导引传感器/近红外成像仪和无狭缝光谱仪 (FGS-NIRISS)其中，最引人注目的，便是韦布望远镜的中红外仪器 (MIRI，Mid-infared Instrument) 。MIRI包含一个中红外成像相机和数个中红外光谱仪，可以看到电磁光谱中红外区域的光，这个波长比我们肉眼看到的要长。 图3. MIRI 将工作在 5 至 28 微米的中远红外波长范围。图源：NASAMIRI 的观测涵盖 5 至 28 微米的中红外波长范围(图3)。 它灵敏的探测器将使其能够看到遥远的星系，新形成的恒星，以及柯伊伯带中的彗星及其他物体的微弱的红移光。 MIRI 的红外相机，将提供宽视场、宽谱带的成像，它将继承哈勃望远镜举世瞩目的成就，继续在红外波段拍摄令人惊叹的天文摄影。 所启用的中等分辨率光谱仪，有能力观察到遥远天体新的物理细节(如可能获取的地外行星大气红外光谱特征)。MIRI 为中红外波段天文观测提供了四种基本功能：1. 中红外相机：使用覆盖 5.6 μm 至 25.5μm 波长范围的 9 个宽带滤光片获得成像；2. 低分辨光谱仪：通过 5 至 12 μm 的低光谱分辨率模式获得光谱，包括有狭缝和无狭缝选项，3. 中分辨光谱仪：通过 4.9 μm 至 28.8 μm 的能量积分单元，获得中等分辨率光谱；4. 中红外日冕仪：包含一个Lyot滤光器和三个4象限相位掩模日冕仪，均针对中红外光谱区域进行了优化。韦布的MIRI是由欧洲天文科研机构和美国加州喷气推进实验室 (JPL) 联合开发的。 MIRI在欧洲的首席研究员是 Gillian Wright(英国天文技术中心)，在美国的首席研究员是 George Rieke(亚利桑那大学)。 MIRI 仪器科学家，是 英国天文技术中心 的 Alistair Glasse 和 喷气推进实验室 的 Michael Ressler。 ===============================================================================深入了解MIRI的技术细节 图4. 集成科学仪器模组(ISIM)的三大区域在韦布上的位置。图源：NASA 将四种主要仪器和众多子系统集成到一个有效载荷 ISIM 中是一项艰巨的工作。 为了简化集成，工程师将 ISIM 划分为三个区域(如图4)： “区域 1” 是低温仪器模块，MIRI探测器就包含在其中。这部分区域将探测器冷却到 39 K，这是必要的最初阶段的冷却目标，以便航天器自身的热量，不会干扰从遥远的宇宙探测到的红外光(也是一种热量辐射)。ISIM和光学望远镜(OTE)热管理子系统提供被动冷却，而使探测器变得更冷，则需使用其他方式。“区域 2” 是ISIM电子模块，它为电子控制设备提供安装接口和较温暖的工作环境。“区域 3”，位于航天器总线系统内，是 ISIM 命令和数据处理子系统，具有集成的 ISIM 飞行控制软件，以及 MIRI 创新的低温主动冷却器压缩机(CCA)和控制电子设备(CCE)。 图5. MIRI整体构成及各子系统所处的区域。图源：NASA图5示出了MIRI的整体构成及其子系统在韦布三大区域中的分布情况。包含成像相机，光谱仪，日冕仪的光学模块 (OM) 位于集成科学仪器模块 (ISIM) 内，工作温度为 40K。 OM 和焦平面模块 (FPM) 通过基于脉冲管的机械主动冷却器降低温度，航天器中的压缩机 (CCA) ，控制电子设备 (CCE) 和制冷剂管线 (RLDA) 将冷却气体(氦气)带到 OM 附近实现主动制冷。仪器的机械位移，由仪器控制电子设备 (ICE) 控制，焦平面的精细位置调整，由焦平面电子设备 (FPE) 操作，两者都位于上述放置在 ISIM 附近的较温暖的“区域 2”中。 图6. ISIM低温区域1(安装于主镜背后)中的MIRI结构设计及四个核心功能模块的位置。原图来源：NASA MIRI光模块由欧洲科学家设计和建造。来自望远镜的红外辐射通过输入光学器件和校准结构进入，并在焦平面(仪器内)在中红外成像仪(还携带有低分辨率光谱仪和日冕仪)和中等分辨率光谱仪之间分光。经过滤光，或通过光谱分光，最终将其汇聚到探测器阵列上(如图6)。 探测器是吸收光子并最终转换为可测量的电压信号的器件。每台光谱仪或成像仪都有自己的探测器阵列。韦布需要极其灵敏的，大面积的探测器阵列，来探测来自遥远星系，恒星，和行星的微弱光子。韦布通过扩展红外探测器的先进技术，生产出比前代产品噪音更低，尺寸更大，寿命更长的探测器阵列。 图7. (左)韦布望远镜近红外相机 (NIRCam) 的碲镉汞探测器阵列，(右)MIRI 的红外探测器(绿色)安装在一个被称为焦平面模块的块状结构中，这是一块1024x1024 像素的砷掺杂硅像素阵列(100万像素)。图源：NASA。 韦布使用了两种不同材料类型的探测器。如图7所示，左图是用于探测 0.6 - 5 μm波段的近红外碲镉汞(缩写为 HgCdTe或MCT)“H2RG”探测器，右图是用于探测5 - 28 μm波段的中红外掺砷硅(缩写为 Si:As)探测器。 近红外探测器由加利福尼亚州的 Teledyne Imaging Sensors 制造。 “H2RG”是 Teledyne 产品线的名称。中红外探测器，由同样位于加利福尼亚的 Raytheon Vision Systems 制造。每个韦布“H2RG”近红外碲镉汞探测器阵列，有大约 400 万个像素。每个中红外掺砷硅探测器，大约有 100 万个像素。(小编点评：以单像素碲镉汞探测器的现有市场价格计算，一块韦布碲镉汞探测器阵列的价格就要四十亿美金！！！为了拓展人类天文知识的边界，韦布这回真是不计血本啊！) 碲镉汞是一种非常有趣的材料。 通过改变汞与镉的比例，可以调整材料以感应更长或更短波长的光子。韦布团队利用这一点，制造了两种汞-镉-碲化物成分构成的探测器阵列：一种在 0.6 - 2.5 μm范围内的汞比例较低，另一种在 0.6 - 5 μm范围内的汞含量较高。这具有许多优点，包括可以定制每个 NIRCam 检测器，以在将要使用的特定波长上实现峰值性能。表 1 显示了韦布仪器中包含的每种类型探测器的数量。 表1. 韦布望远镜上的光电探测器，其中MIRI包含三块砷掺杂的硅探测器，一块用于中红外相机和低分辨光谱仪，另外两块用于中分辨光谱仪。来源：NASA而MIRI 的核心中红外探测功能，则是由三块砷掺杂的硅探测器(Si:As)阵列提供。其中，中红外相机模块提供宽视场，宽光谱的图像，光谱仪模块在比成像仪更小的视场内，提供中等分辨率光谱。MIRI 的标称工作温度为7K，如前文所述，使用热管理子系统提供的被动冷却技术无法达到这种温度水平。因此，韦布携带了创新的主动双级“低温冷却器”，专门用于冷却 MIRI的红外探测器。脉冲管预冷器将仪器降至18K，再通过Joule-Thomson Loop热交换器将其降至7K目标温度。 韦布红外探测器工艺及架构 图8. 韦布太空望远镜使用的红外探测器结构。探测器阵列层(HgCdTe 或 Si:As)吸收光子并将其转换为单个像素的电信号。铟互连结构将探测器阵列层中的像素连接到 ROIC(读出电路)。ROIC包含一个硅基集成电路芯片，可将超过 100万像素的信号，转换成低速编码信号并输出，以供进一步的处理。图源：Teledyne Imaging Sensors 韦布上的所有光电探测器，都具有相同的三明治架构(如上图)。三明治由三个部分组成：(1) 一层半导体红外探测器阵列层，(2) 一层铟互连结构，将探测器阵列层中的每个像素连接到读出电路阵列，以及 (3) 硅基读出集成电路 (ROIC)，使数百万像素的并行信号降至低速编码信号并输出。红外探测器层和硅基ROIC芯片是独立制备的，这种独立制造工艺允许对过程中的每个组件进行仔细调整，以适应不同的红外半导体材料(HgCdTe 或 Si:As)。铟是一种软金属，在稍微施加压力下会变形，从而在探测器层的每个像素和 ROIC阵列之间形成一个冷焊点。为了增加机械强度，探测器供应商会在“冷焊”工艺后段，在铟互连结构层注入流动性高，低粘度的环氧树脂，固化后的环氧树脂提高了上下层的机械连接强度。 韦布的探测器如何工作？与大多数光电探测器类似，韦布探测器的工作原理在近红外 HgCdTe 探测器和中红外 Si:As 探测器中是相同的：入射光子被半导体材料吸收，产生移动的电子空穴对。它们在内置和外加电场的影响下移动，直到它们找到可以存储的地方。韦布的探测器有一个特点，即在被重置之前，可以多次读取探测器阵列中的像素，这样做有好几个好处。例如，与只进行一次读取相比，可以将多个非重置性读取平均在一起，以减少像素噪声。另一个优点是，通过使用同一像素的多个样本，可以看到信号电平的“跳跃”，这是宇宙射线干扰像素的迹象。一旦知道宇宙射线干扰了像素，就可以在传回地球的信号后处理中，应用校正来恢复受影响的像素，从而保留其观测的科学价值。 对韦布探测器感兴趣的同学们，下面的专业文献，可供继续学习。有关红外天文探测器的一般介绍，请参阅Rieke, G.H. 2007, "Infrared Detector Arrays for Astronomy", Annual Reviews of Astronomy and Astrophysics, Vol. 45, pp. 77-115有关候选 NIRSpec 探测器科学性能的概述，请参阅Rauscher, B.J. et al. 2014, "New and BetterDetectors for the Webb Near-Infrared Spectrograph", Publications of the Astronomical Society of the Pacific, Vol 126, pp. 739-749有关韦布探测器的一般介绍，请参阅Rauscher, B.J. "An Overview of Detectors (with a digression on reference pixels)" 参考资源:[1]. 亚利桑那大学关于MIRI的介绍网页. http://ircamera.as.arizona.edu/MIRI/index.htm[2]. Space Telescope Science Institute 关于MIRI的技术网页 https://www.stsci.edu/jwst/instrumentation/instruments[3]. 韦布的创新制冷设备介绍 https://www.jwst.nasa.gov/content/about/innovations/cryocooler.html

我国“硬X射线调制望远镜”在轨运行示意图。 将于2021年发射的美国“国际X射线天文台”卫星。 去年6月发射的美国“核区分光望远镜阵列”高能天文卫星。 　　新闻背景 　　日前，中国科学院院长白春礼院士表示，该院已经启动硬X射线探测卫星、量子科学实验卫星、暗物质探测卫星、返回式科学试验卫星和夸父计划卫星的工程研制。其中，硬X射线探测卫星、量子科学实验卫星已进入初样研制阶段。 　　据悉，硬X射线探测卫星有可能成为我国第1颗天文卫星(即空间望远镜)于近年升空。 　　X射线天文卫星主要观测宇宙高能物理过程 　　众所周知，天文卫星相当于把天文观测台搬到太空中，所以可轻而易举地改变以往坐地观天的传统，摆脱大气层对天文观测的影响，在全频段范围内对宇宙空间进行详细的观测，对人类科学认识宇宙有革命性的推动。 　　宇宙中的万物每时每刻都在不断向空间辐射电磁波。由于各种天体的性质和特点不同，所以它们所辐射的电磁波也不同。天文卫星也叫空间望远镜，它是通过探测各种天体所辐射的不同波谱、不同强度的电磁波，对宇宙进行详细了解的。因此，目前天文卫星大多是按照所观测的宇宙中电磁波谱来分类，即分为红外天文卫星、紫外天文卫星、X射线天文卫星、γ射线天文卫星等。 　　这些天文卫星各有所长，谁也不能“一统天上”。这是因为宇宙中的天体由于温度不同而发出各种频段的电磁波，靠1颗天文卫星很难进行全频段观测。一般来说，温度越高，发出的电磁波波长越短。人类可以利用这一特性，通过观测天体发出的电磁波，来分析它们的类型和特征。在电磁波谱中，γ射线的波长最短，X射线次之，后面依次是紫外线、可见光、红外和射电波。 　　近些年，随着X射线天文卫星成果颇多，所以越来越受青睐。这种卫星也称空间高能天文卫星或空间高能望远镜，因为它们主要用于观测宇宙中的高温天体和宇宙中发生的高能物理过程。宇宙中很多极端天体物理过程，都会产生发射强烈X射线的高温气体，比如白矮星、中子星和黑洞吸积物质的过程，超新星爆发和γ射线暴的激波和喷流。高能带电粒子在磁场中的辐射以及低能光子的作用、中子星的表面和量子黑洞的蒸发也会产生丰富的X射线。 　　由于宇宙中许多天体都散发X射线，因此探测宇宙中的X射线对探索宇宙奥秘具有重要意义。但由于X射线极易被介质吸收，介质对于X射线的折射率近于1，所以在地面进行高能X射线的收集和聚焦是非常困难的事情。也就是说，因为有地球大气的阻隔，在地面上根本无法对宇宙X射线进行观测。即使在太空观测X射线，望远镜的设计也要非常讲究，不能选用折射系统，而且要使射线以掠射方式射入镜面。 　　我国首颗天文卫星将拥有最高灵敏度和最好空间分辨率 　　我国研制的首颗天文卫星——“硬X射线调制望远镜”将于近年发射。它是一颗工作于硬X射线能区(1～250千电子伏特)的空间高能天文卫星，用于完成深度巡天，可发现大量巨型黑洞、大批硬X射线天体和一系列天体高能辐射新现象，绘出高精度的硬X射线天图。该卫星具有比欧洲“国际γ射线天体物理实验台”、美国“雨燕”更强大的成像能力和独一无二的定向观测能力，能以最高灵敏度和分辨率发现大批被尘埃遮挡的超大质量黑洞和其他未知类型高能天体,并研究宇宙硬X射线背景的性质。 　　这颗天文卫星携带的低能(1～15千电子伏特)、中能(5～30千电子伏特)和高能(20～250千电子伏特)三个望远镜，都是准直型探测器,直接解调扫描数据可以实现高分辨和高灵敏度成像以及对弥散源的成像 而大面积准直探测器又能获得特定天体目标的高统计和高信噪比数据,使“硬X射线调制望远镜”既能实现大天区成像,又能通过宽波段时变和能谱观测研究天体高能过程。 　　如果及时发射，“硬X射线调制望远镜”将实现世界最高灵敏度和最好空间分辨率的硬X射线巡天，发现大批被尘埃遮挡的超大质量黑洞和未知类型天体,探测宇宙硬X射线背景辐射 将通过对黑洞和其他高能天体宽波段X射线时变和能谱的观测,研究致密天体极端物理条件下的动力学和辐射过程。 　　美欧日等X射线空间望远镜已取得一批重要观测成果 　　从1999年起，一些X射线空间望远镜开始陆续升空，大大开拓了天文学家的视野，使他们有可能了解宇宙中一些最神秘的天体。 　　1999年7月23日，美国“钱德拉”X射线空间望远镜升空。其主镜为4台套筒式掠射望远镜。该卫星在0.1～10千电子伏特之间有高的灵敏度，在宽的谱范围内具有高的谱分辨率，因此能研究极弱的X射线源。 　　1999年12月10日上天的欧洲“牛顿”X射线多镜面卫星主要用于研究1～120纳米的电磁波谱区域，覆盖了0.1～12千电子伏特的能量范围，在该卫星的10年有效寿命期内，有望收集到宇宙中30000颗星星的X射线光谱。 　　2005年7月10日，日本发射了“天体-E2”X射线天文观测卫星。该卫星覆盖的能量范围是0.4～700千电子伏特，可与美国的“钱德拉”和欧洲的“牛顿”共同观测一个天体，利用各自的特长收集资料，为国际天文研究做出贡献。 　　2012年6月13日入轨的美国“核区分光望远镜阵列”卫星，使用独特的技术对宇宙中最高能级的X射线进行观测，可观测来自天体的5～80千电子伏特之间的高能X射线，尤其是核光谱。其主要科学目标是深度探索质量超过太阳10亿倍的黑洞，并了解粒子在活动星系核中是如何被加速到光速的百分之几，以及研究超新星残骸以了解重元素如何在超新星中形成。其一个10米长的桅杆，在发射时呈折叠状态安放,入轨后大约7天内逐渐展开，以帮助探测装置准确聚焦。 　　此前发射的“钱德拉”X射线空间望远镜主要工作在低能X射线领域，而“核区分光望远镜阵列”主要工作在高能X射线领域，是第1颗专注于高能X射线的空间望远镜，其影像清晰度比观测同光谱区的其他任何望远镜都要高至少10倍，敏感度则提高至少100倍。这样的强强联合有助于回答有关宇宙的一些最基本问题。“核区分光望远镜阵列”卫星已取得一些成果，包括拍到银河系核心黑洞X射线爆发。 　　延伸阅读 　　2021年“国际X射线天文台”或将入轨 　　由于X射线空间望远镜一直持续不断地做出重大天文发现，所以世界一些国家还正研制新的空间高能天文望远镜，仅2013年就将发射3个。 　　计划2013年发射的俄罗斯的“光谱-X-γ”卫星，主要用于探测上千个星系团和星系群中的热星系际介质以及星系团之间的纤维状热气体，从而研究宇宙的结构演化。 　　印度的“天文卫星”(AstroSat)也拟于2013年入轨。它是印度首颗天文卫星，主要用于监测宇宙天体源的辐射强度变化 对X射线双星、活动星系核、超新星遗迹和恒星冕进行光谱观测 监视可能出现的瞬变源等。 　　2013年，日本将发射“天文-H”高能天文卫星,它第一次采用微量能器聚焦在0.3～12千电子伏特能区，预计该卫星将在空间高能天文领域做出大批重要的发现，对于理解宇宙的极端物理现象，尤其是强引力场和强磁场中的物理过程做出重要贡献。 　　2021年，用于取代“钱德拉”和“牛顿”的“国际X射线天文台”将入轨，它由美欧日联合研制，用于捕获宇宙边缘处黑洞周围发出的信号，并研究它们和宇宙原初星系的关系以及共同演化，了解宇宙的起源和组成，宇宙中各种元素的形成和如何通过恒星、宇宙爆发和粒子加速传播和扩散出去等。该卫星装有口径约3米和焦距12米的光学系统和6个焦平面探测器系统，所以具有前所未有的综合科学能力。其有效面积和能量分辨率将远远超越以前所有的空间高能天文卫星。 　　由此可见，X射线空间望远镜的发展方兴未艾，是空间天文学的最重要前沿领域之一。

在天文研究领域，大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)与一位女科学家的名字连在一起——中国科学院院士崔向群。 　　近日，在第28届国际天文学联合会大会召开前夕，《中国科学报》记者在国家天文台见到了崔向群。 　　崔向群认为，在大型天文仪器研究领域，中国人应该有充分的自信，走自主研发的道路，大力发展极大光学/红外望远镜。 　　崔向群告诉《中国科学报》记者，已建成的LAMOST、南极的AST3和将建的KDUST都是巡天望远镜。我国重视巡天无疑是非常正确的，但与美国和欧洲相比，他们不仅有巡天的望远镜，也有很多精测的望远镜。 　　“中国拥有一架精测的大望远镜是当前最重要的事。建造30米级望远镜不仅对我国天文学的发展有极重要的意义，而且对望远镜技术和相关高技术的发展也有极重要的意义。” 　　首先是30米级望远镜对我国的天文学研究将起到巨大的推动作用。用美国30米望远镜计划(TMT)的话可以简单地说明：波长0.8微米以上通过自适应光学获得的图像，分辨率、集光量比目前的地面望远镜大得多，也将超过10米以下大口径的空间望远镜，而红外是研究早期宇宙最重要的波段。30米级的极大口径望远镜是通用型的望远镜，除了满足已知的科学目标外，还将有很大的各种新发现的余地。 　　其次，要瞄准国际前沿，保持与西方发达国家相同的水平。目前世界上已有14架8～10米的望远镜，如果下一步我们也造一架同样的望远镜，等10年后造出来的时候，已经落后国际上20～30年了，而且那时8～10米的望远镜对前沿研究来说又显得太小了。“LAMOST研制成功，使我国实现了跨越式的进展。如果我们原地踏步，10年后我们就又落后了!” 　　再次，是我们已经拥有了技术上的可能性。“LAMOST从工程规模上讲是一架8～10米级的望远镜，通过它的研制，我们已经创造性地掌握了极大望远镜的关键技术——主动光学，中国已有能力研制30米级的极大望远镜。” 　　崔向群认为，望远镜核心技术的发展是不可能完全依靠国际合作的。一个典型的例子是，尽管欧洲与美国非常友好，但欧洲南方天文台就是欧洲为了发展天文学、与美国竞争而建立的。欧南台建立之初就建造了3.6米望远镜，到上世纪80年代后期又建造了4架8米VLT，与美国的两架10米Keck望远镜相竞争。现在欧洲又提出超过美国的39米地面光学/红外望远镜的计划，他们的道路值得我们学习。 　　同时，我国已经具备了相应的经济实力。以中国为主建造30米级的望远镜约需50亿元人民币，我国只要能投入25亿元，就可以寻找国际合作伙伴了。如果经费紧张，也可考虑建造一架约20米的大望远镜，造价可降低一半，到2020年建成后将是国际上4架30米级(20～40米)望远镜之一。 　　至于30米望远镜的台址建在何处，崔向群早已作了考虑。她认为，我国西部有可能找到30米望远镜的台址。还有一种方式是通过国际合作将望远镜放到有优良台址的国家。 　　LAMOST项目的成功，使崔向群相信中国人有能力在天文仪器上走出一条自主创新的道路。“长期以来，我们习惯了什么东西一定要外国人先有了我们才能有，其实大可不必。学术界对自己目前已有的好东西要肯定，对自己已有的能力要承认，不能盲目地认为中国人什么都不行，只能靠西方国家发展或总是跟在西方国家后面发展。当然我们也不能盲目自大。” 　　崔向群说，天文学是基础学科，在任何国家要政府投钱相对都不是很容易，那就要求我们必须用最少的钱做出最多、最好的事。“靠什么?靠clever(聪明才智)。”天文学和其他学科一样，要走以我为主的发展道路，“现在极大望远镜最重要的技术——主动光学技术已经解决了，通过成功研制LAMOST，我们已站在与发达国家同一个起跑线上，下一步的目标应该是趁热打铁不停步，把30米级极大光学/红外望远镜的工作推动起来”。 　　崔向群也希望这次的国际天文学联合会大会能够对中国天文学发展起到应有的促进作用，“中国天文学会已经成立90年了，加入国际天文学联合会也已77年，这是第一次在中国开会，我们要把握这次机会”。

左图为中国科学技术大学-紫金山天文台大视场巡天望远镜效果图；右图为正在建设中的青海省海西州冷湖镇赛什腾山天文台址和大视场巡天望远镜圆顶。 中国科大供图时域天文学是天文学新兴研究领域。通过观测证认引力波事件电磁对应体、黑洞潮汐撕裂恒星事件、超新星、快速射电暴等时域天文事件，为人们理解极端条件下的物理过程提供极为重要的观测约束。这个领域是回答黑洞本质、恒星起源演化、中子星物态、宇宙超重元素起源等重要科学问题的关键。大视场巡天望远镜是中国科大和中国科学院紫金山天文台共建的天文“双一流”学科平台，核心科学目标是搜寻和监测天文动态事件，开展时域天文观测研究。望远镜主镜口径为2.5米，配备7.65亿像素大靶面主焦相机，将安置于青海省海西州冷湖镇赛什腾山这一世界一流天文台址。项目于2018年3月1日启动，预计2023年建设完成。建成后，大视场巡天望远镜将成为北半球光学时域巡测能力最强的设备。2022年2月15日，中国科大和紫金山天文台发布《中国科学技术大学-紫金山天文台大视场巡天望远镜公开征名》通知，自正式启动至4月30日方案提交截止，共收到来自全国各界人士提交的886个名称方案。整个征名活动历经9个多月的征集、查重、评委投票和专家讨论评审，“墨子”“张衡”“广目”“严济慈”“瀚海”“瑶光”六个中文名称入围，最终确定为“墨子”。

国际大科学工程——平方公里阵列射电望远镜(SKA)是国际天文界计划建造的世界最大综合孔径射电望远镜，为人类认识宇宙提供了重大机遇。平方公里阵列射电望远镜是国际天文界计划建造的世界最大综合孔径射电望远镜，涉及天文、无线电、信息科学、计算数学与系统科学、绿色能源等诸多前沿领域，拟由多国政府及国家研究机构联合筹资和参与。作为SKA首创国之一，我国在SKA发起、工程概念提出、台址选择、国际合作推进及高性能天线设计等诸多方面做出了贡献。在国内多次论证的基础上，2012年9月国务院批复由科技部代表中方加入SKA建设准备阶段。SKA涉及众多基础研究和高新技术领域，是我国继国际热核聚变实验堆(ITER)计划后作为正式成员参加的第二个国际大科学工程。 　　为推动此项工作，科技部会同国内相关部门组成了中国参与SKA部际协调小组和SKA中国专家委员会，并确定由科技部国家遥感中心承担部际协调小组办公室工作。SKA部际协调小组将统筹协调指导我国加入SKA建设准备阶段有关工作。2012年12月11日，SKA部际协调小组第一次会议、专家委员会第一次会议、SKA国内推介会在京召开。科技部曹健林副部长、中科院詹文龙副院长、中电集团胡爱民副总经理出席了部际协调小组第一次会议并发言。部际协调小组批准了部际协调机制工作方案和SKA中国专家委员会名单，并对下一步工作提出了明确要求和目标。协调小组希望科学界、产业界共同努力，拓展我国参与SKA的广度和深度，拓宽我国在SKA中的国际合作领域，培养高端国际化人才，在要发挥高校、科研院所的智力优势的同时，积极引导企业成为国际科技合作的主体，推动协同创新，促进高技术产业发展，抢占科技制高点，为解决人类共同关注的重大科学问题作出应有的贡献。 　　来自科技部、外交部、教育部、财政部、中国科学院、国家自然科学基金委员会、中国电子科技集团公司等部门代表出席了SKA部际协调小组第一次会议。专家组名誉组长、中国科学院叶叔华院士，专家组组长、中国科学院国家天文台严俊台长等专家委员会成员出席了SKA部际协调小组第一次会议和专家委员会第一次会议。来自SKA相关领域的学者、专家和企业界代表参加了SKA国内推介会，听取了SKA项目及进展简介、中国参与SKA面临的技术挑战、SKA项目工程介绍等报告。 　　SKA系列会议的成功召开标志着我国参与SKA建设准备阶段工作全面启动，为后续工作的开展奠定了坚实的基础。未来，科技部将统筹国内力量，调动企业、大学、科研院所等各方积极性多方参与SKA有关工作，推动我国高新技术和基础研究的科技创新，带动产业发展，服务科技与经济结合、建设创新型国家的战略需求。

记者从中国科学院获悉，中国科学技术大学—紫金山天文台大视场巡天望远镜（以下简称“墨子巡天望远镜”）17日正式启用，其首光获取的仙女座星系图片也于当日发布。这标志着经过一个月左右的设备运行测试，望远镜设备基本达到设计标准，已经可以开展天文观测研究。　　墨子巡天望远镜是中国科学技术大学和中国科学院紫金山天文台于2018年3月1日联合启动研制的大视场光学成像望远镜。它建于青海省海西蒙古族藏族自治州冷湖天文观测基地，矗立在海拔4200米的赛什腾山C区，是冷湖天文观测基地第一个投入运行并开展天文观测研究的大型设备。　　墨子巡天望远镜口径2.5米，采用国际先进的主焦光学系统设计和主镜主动光学矫正技术，可实现3度视场范围内均匀高像质和极低像场畸变成像，配备7.65亿像素大靶面主焦相机，具备大视场、高像质、宽波段等特点。　　墨子巡天望远镜通光面积大、杂散光少，系统探测灵敏度高，具备强大的巡天能力，能够每三个晚上巡测整个北天球一次，为北半球光学时域巡天能力最强设备。它的建成，将显著提升我国时域天文研究能力，使我国时域天文观测能力达到国际先进水平。　　同时发布的仙女座星系图片，就是墨子巡天望远镜实力的最佳证明。仙女座星系是距离银河系最近最大的旋涡星系，它的结构特点和金属丰度与银河系相近，是探索银河系及同类星系形成与演化的理想研究对象。由于仙女座星系在天空中跨度大，已有的天文望远镜观测仙女座星系费时费力，难以同时拍摄它的精准全貌及周围环境。　　墨子巡天望远镜兼具大视场和高分辨成像能力，首光获取了仙女座星系和其外围区域多色图像，揭示了仙女座星系及其周围天体的明亮至暗弱星光分布特征，可以用于细致刻画星系内部及星系间相互作用的动力学过程。首光图像利用不同夜晚观测的150幅图像叠加而成，可以测定仙女座星系和其周围环境中天体的亮度变化，开展时域天文学研究。此外，结合FAST射电观测数据，首光科学图像数据能够进一步揭示星系中恒星形成和气体之间的演化。