位于松江佘山的
65米口径射电天文望远镜
被广大网友亲切称为
“上海距离宇宙最近的地方”
它有着一个梦幻的名字:
“天马望远镜”,
今年5月,轰动世界的
又一个“甜甜圈”,
银河系中心超大质量
黑洞照片的背后
就有着它的卓著贡献。
你想知道
天马望远镜背后的故事吗?
你想知道
“嫦娥”探月工程的背后
是谁在保驾护航吗?
近日,“上海科技”走进上海市空间导航与定位技术重点实验室(以下简称“实验室”),独家专访深空分部主任郑为民研究员。
于年成立的上海市空间导航与定位技术重点实验室,如今已走过了15年。如果用一句话描述实验室的整体精神,郑为民认为,也许可以用“仰望星空、脚踏实地”来概括。
vlbi指控中心
首次将实时vlbi用于探月工程
对月球巡视器的月面相对位置
测量精度达到了1米
vlbi,即甚长基线干涉测量技术,作为现代天文观测中分辨本领最高的观测手段之一,可以通过联合数台小望远镜来达到一台大型望远镜的观测效果。
上海天文台激光测距望远镜
依托上海佘山25米射电望远镜、vlbi中心和有关实验室的天文观测设备、技术和研究基础,实验室首次将实时vlbi用于探月工程。实验室不断开展技术创新,增加了天马望远镜等基础设施,在测量精度和实时性方面都有了长足发展,对玉兔月球巡视器的月面相对位置测量精度达到了1米,对月球探测器的测轨精度达到30米,实时性优于1分钟,对火星探测器的测轨精度达到了公里级。这是射电天文基础研究成果服务于国家重大月球与深空探测战略需求的典型例子。
“在这些过程中,不可避免地碰到各种技术难题。”郑为民谈道,为此,面向国家在深空探测与导航定位方面的需求,实验室借助在天文基础学科的长期积累,结合天文台的技术优势,有针对性地开展新方法提前布局与研究;同时结合具体的工程任务开展关键技术研究,攻克技术难题,使实验室的成果得到实际应用。
vlbi测轨分系统任务合影
“这个项目,将为我们打开
空间低频射电天文的一扇窗口。”
上世纪成功利用vlbi技术进行观测后不久,天文学家就敏锐地意识到,地基vlbi的最长基线不能超过地球的直径,因此其最大的角分辨率也有限制。
为了打破这个限制,天文学家们把目光转向了广袤的太空,想到把射电望远镜发射到太空,与地基或其他天基射电望远镜装置组成空地或空间vlbi阵列,其基线长度就能超过地球的直径,从而获得更高的角分辨率,这就是空间vlbi的概念。
“叶先生很关心国内vlbi的发展,特别是如何从地面走向空间,即空间vlbi。”郑为民介绍道,实验室聘请中国科学院院士叶叔华先生担任顾问,近年来,实验室提出建立“低频空间射电天文台”,将两个30米直径的射电望远镜发射到太空中。叶叔华多次鼓励上海天文台科研人员要积极推进该项目,并参加了有关研讨会。
她认为,这将是一项开创性的工作,因为这个波段的低频射电天文观测在国际上还鲜有使用,相信会催生很多新发现。她曾表示:“这个项目,将为我们打开空间低频射电天文的一扇窗口。”
在发展最先进技术的同时,实验室也积极推动着重大科研装备研发。年,“上海建设65米口径射电望远镜”(天马望远镜)立项,年落成。“建设的起因是探月二期嫦娥三号计划在我国首次实现月球软着陆,原有的佘山25米射电望远镜由于建设较早,口径较小,技术状态老化,无法满足后续探月任务和天文观测的需求。”郑为民介绍道,于是在探月工程、上海市和中科院的联合支持下,新建了天马望远镜。
天马望远镜
天马望远镜首次采用了主动面等新技术,用时4年就建设完成,标志着我国从此具备建造中大型全可动射电望远镜的能力。
目前,实验室正在推动西藏和长白山两个新的望远镜园区建设。
“人类对星辰大海的关心源于自身的本能”
“千锤百炼始成钢”,在人才培养方面,实验室秉持“在项目实践中锻炼人才、在技术攻关中培养人才”的理念,多名中青年成员通过参与重要科研工作,得到锻炼,逐渐成为科研骨干。
学术委员会合影
近年来,“星空经济”一词十分火热,对此,郑为民认为,人类对星辰大海的关心源于自身的本能。公众对于观星、天文的热忱,可以从小激发青少年对探索未知的兴趣。“无论是亲自透过望远镜感受深邃辽阔的太空,还是通过多种媒体方式了解我国的月球探测工程与计划,对培养他们未来投身于包括天文在内的科学领域,肯定是有益处的。”
为此,每年实验室都会组织科普周活动,以拍摄科普短片、开放上海天文台vlbi深空探测中心和天马望远镜,举办科普报告或讲座等多种形式,普及天文学知识。
“未来,希望有更多的年轻科研人员加入到实验室团队,将中国vlbi网从地面延伸到太空,在我国深空探测、导航定位和射电天文与天体测量科研前沿做出更大的贡献。”郑为民谈道。
本期“档案”大揭秘
依托单位:中国科学院上海天文台
实验室主任:洪晓瑜
建设年份:年
总体定位:充分利用上海天文台及相关天文观测设备、技术和研究基础,瞄准、建立空间导航与定位天文测轨平台,开展空间飞行器精密定轨定位关键技术研究及其应用,为国家战略需求在导航定位和深空探测任务服务。
研究方向:建立空间导航天文测轨平台,开展精密测轨前沿技术研究(vlbi(甚长基线干涉测量)深空探测和卫星测轨技术研究、slr(卫星激光测距)卫星测轨技术研究);开展先进的空间飞行器精密定轨关键技术及其应用研究(月球及太阳系行星探测器精密定轨研究、北斗系统信息处理核心技术研究、卫星导航技术的应用研究)
重点实验室,
是上海市科技创新体系的
重要组成部分,
是组织高水平科学技术研究、
集聚培养优秀科技创新人才、
开展高水平合作交流的
创新策源基地。
从本期开始,
沪小科将带您揭开
上海市重点实验室的
“神秘面纱”。
上观号作者:上海科技
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