解读65米射电望远镜

坐落于中国科学院上海天文台佘山观测基地的观天巨眼—65米射电望远镜，其总体性能名列全球第四、亚洲第一。建设大型射电望远镜系统涉及多个技术领域，是一个国家整体科技实力的体现。该望远镜的建立，标志着我国射电天文观测设备建设迈上了一个新台阶。

雄伟的结构设计

在碧蓝色天空的映衬下，65米射电望远镜显得十分雄伟壮观。望远镜高70米、重约2700多吨，采用的是修正型卡塞格伦反射系统，全可动型，能在方位和俯仰两个方向转动。望远镜主要由以下几个部分组成：轮轨机构、天线支架、俯仰机构、主反射面、副反射面、馈源、接收机系统。

轮轨机构的轨道直径为42米，轨道上有6组共12个滚轮驱动天线在方位方向转动。俯仰机构重达416吨。天线主反射面共有1008块面板，分成14环拼装而成，单块面板最大面积为4.9平方米，最小为2.66平方米，总面积为3780平方米（相当于9个标准篮球场），每块面板单元精度达到0.1毫米，代表了国内大尺度高精度面板设计与制造技术的最高水平。每个面板下边都装有促动器，共1104台，每台促动器都经过高低温环境测试、电磁兼容性测试、抗干扰能力测试、抗浪涌能力测试等一系列测试。天线副反射器总重20吨，4根支撑桁架底部对角跨距长50米。65米射电望远镜共有8个接收波段，是我国目前拥有的射电望远镜中波段最全的一台。

小知识

射电望远镜是由它的工作波段而得名的，其工作原理与我们熟悉的光学天文望远镜有所不同：射电望远镜接收由天体发出并通过望远镜主反射面反射到副反射面上，再由副反射面聚焦到焦平面上的无线电波，由装在焦平面上的接收机将无线电波加工、转化成可供记录、显示的形式，由终端设备将其记录下来，按特定的要求进行处理后显示出来。

令人瞩目的技术创新

1.拥有高精度主反射面，整个65米口径抛物面全部采用高精度实面板，单块面板精度为0.1毫米，经主动面控制系统调整后整个主反射面精度可达到0.3毫米。

2.工作波段多、工作频率高、接收频带宽，该望远镜系统配备8个波段的接收设备，包括了3个航天通用的S、X和Ka波段。最低观测频率为1.4GHz，最高观测频率为43GHz。

3.采用先进的主动面技术，该技术是目前世界上面板调整领域最先进的技术。采用该技术能通过每块面板下的促动器实时调整每块面板的位置，达到最优的接收反射面，获得最大的接收效率。通过促动器的调整，在一定程度上避免由俯仰角度、温度、风等因素的影响产生的天线面变形。

4.拥有快速更换观测频率系统，通过副反射面偏转或由一个结构复杂的机械转盘转换馈源来实现快速更换观测波段，更换时间小于1分钟。

5.采用无缝轨道焊接技术，属国内首次。直径为42米的轨道由30段单轨组成，采用无缝焊接技术全焊接而成，轨道整体平面度达到0.45毫米，为天线轴系统精度奠定了基础。

6.安装高灵敏度的制冷接收机，将接收机设备安置在温度非常低的高真空的杜瓦瓶内，最大程度地减少来自接收机自身的热噪声，使接收机的灵敏度达到最高。

7.具有高精度的时频系统，采用高频率稳定度的氢原子钟为频率基准。

8.安装高效的数据采集设备，该设备由上海天文台研发，是自主知识产权的VLBI数据采集系统，最高采样率达到每秒1千兆比特。

广阔的应用前景

2012年10月26日下午，65米射电望远镜在18厘米波段成功开展了首次试观测，标志着望远镜机电系统正常运转，为下一步开展天文实验和科研工作打下了良好的基础。该望远镜在航天工程应用中将发挥举足轻重的作用，它的建成将显著提升我国深空探测能力，为嫦娥探月二期工程、三期工程、载人航天、火星探测工程奠定坚实的基础，为深空探测等国家重大战略需求做出探索性的观测研究。

除此之外，在射电天文、天文地球动力学和空间科学等多种学科中，该望远镜已成为我国乃至世界上一台主干的观测设备，为这些学科的研究提供必要性保障。利用该望远镜可以和国际组织展开广泛的合作交流等，极大地提升我国科研领域在国际上的地位。

想一想

如此巨大的望远镜和你们家里的卫星接收天线有什么区别？65米射电望远镜在深空探测里具体起什么样的作用？

（资料来自上海天文台）