新射电望远镜“雄观六合”

      用“耳朵”来“看”图像？这在中科院上海天文台台长洪晓瑜看来并不夸张，“散布在空中的无线电波段也是可以用来传播图像的”。而在佘山脚下，同类型设备中总体性能位列全球第四的射电天文望远镜建成后，就能清楚地听到来自宇宙深处最微弱的“声音”——射电信号。

　　经过多年筹划，中科院上海天文台近日宣布，这座口径65米、高70米、重2700吨的射电望远镜奠基开建，预计将在2012年完成工程建设，2015年全面完工。届时，它将为中国的探月工程、火星探测及更长远的深空探测提供定轨观测，帮助科学家揭开更多宇宙奥秘。

　　发现更暗的天体

　　洪晓瑜说，平时收看的电视节目就是某一种无线电波段的信号，“只不过，它们和射电望远镜接收的信号有很大区别。射电望远镜接收的是来自天体的无线电波，或接收来自人造卫星上的无线电信号。”2007年中国成功发射了“嫦娥一号”，上海的25米射电望远镜和北京、昆明及乌鲁木齐4台VLBI射电望远镜就担当起“嫦娥一号”卫星的远程“耳朵”，在探月工程中承担了多项测轨任务。

　　而65米的射电望远镜，“接收面积相当于8个篮球场，如果按目前普遍使用的GSM手机功率1W，地—火平均距离2亿公里来计算，它可以毫无悬念地接收到在火星上的手机发出的信号。说它是‘千里耳’，绝不为过。”洪晓瑜等人已经习惯于叫它“大耳朵”。

　　“大耳朵”可以在方位和俯仰两个方向快速转动，以精确对准所要观测的天体或人造卫星。同时主反射面上1008块精度高达0.1毫米的单块面板，可以在遭遇风吹雨打、万有引力或温湿变化带来的变形后，适时调整。与25米的射电望远镜直接对比，它能发现更暗的天体，其亮度是25米射电望远镜所能发现的十分之一左右。

　　“这也意味着，‘大耳朵’在人类探索未知星空方面，将有更多收获。”洪晓瑜等科学家对65米射电望远镜寄予厚望。但他们也有几多感慨：“和光学望远镜不同，射电望远镜担心的不是灯光污染，而是无线电干扰。”这一直是从事射电天文研究的科学家比较头疼的事。在此次选址时，洪晓瑜等人也是慎之又慎。“首先，距离‘大耳朵’一定范围内不能有无线电的发播站。为避免电磁干扰，还不能靠近高压线和高速公路。为了避免挡住望远镜观测的视线，周边也不能有高楼大厦。”最终，选中了远离城市电磁辐射干扰的佘山桃林。

　　为深空探测提供定轨观测

　　据洪晓瑜介绍，65米射电望远镜最重要的一项任务，是为中国深空探测项目提供定轨观测。“这里不得不提到VLBI网络，它是探月工程的功臣之一。”简而言之，VLBI（Very Long Baseline Interferometry的缩写）就是把几个小望远镜联合起来，达到一架大望远镜的观测效果。虽然射电望远镜能“看到”光学望远镜无法看到的无线电波的电磁辐射，但要达到足够清晰的分辨率，望远镜构成的网络的直径就需达到几百公里，甚至像地球那么大。上世纪50年代，英国剑桥大学的天文学家马丁·赖尔（Martin Ryle）建成了第一台射电干涉仪，使不同望远镜接收到的电磁波可以叠加成像，在此基础上，VLBI得以发展。

　　在“嫦娥一号”探月工程中，中科院的VLBI测轨分系统发挥了巨大作用。“由上海、北京、昆明和乌鲁木齐四个观测台站，及一个数据处理和指挥调度中心（上海天文台）组成的VLBI观测网，同时工作，其分辨本领就相当于一个3000多公里的巨型望远镜。”

　　不过，现在，VLBI的干将之一——上海的25米望远镜已经显得有些力不从心。这座上世纪80年代建造的射电望远镜，一些设备老化严重。洪晓瑜透露，从2012年开始， “大耳朵”将陆续参与航天工程项目，其中包括探月工程二期的“嫦娥三号”卫星测轨和定位、探月工程三期及以后的探月工程任务，还有天文前沿领域的研究。

　　“大耳朵”的加盟，将用于“嫦娥一号”定轨的VLBI网灵敏度提升42%。而一旦加入欧洲VLBI网，“大耳朵”将使其灵敏度提高15%~35%。同时，在未来的东亚VLBI网中，“大耳朵”也将起到主导作用，中、日、韩可借此联手实现高分辨率毫米波的观测。

　　目前，综合实力居“大耳朵”之前的，只有美国的绿岸望远镜（Green Bank Telescope）和德国Effelsberg 100米望远镜，以及意大利正在建造的64米射电望远镜。一时兴起，洪晓瑜和中科院基础科学局局长李定为“大耳朵”共同创作了一个对子：“雄观六合，遥看嫦娥慢舞；尽收五采，静听女娲轻歌”。（六合：指宇宙；五采：多波段接收；六合五采：暗含65之意）