观星逐日的“千眼天珠”：313台抛物面天线监测太阳

圆环阵太阳射电成像望远镜（DSRT）。何海洋摄

DSRT的抛物面天线

　　太阳是生命之源，它的巨大能量跨越上亿公里滋养着地球万物，但同时它也是地球空间天气事件的源头，当发生强烈的太阳爆发时，会释放出100亿颗百万吨级核弹的能量，可能会对地球轨道卫星乃至地面通讯设备等造成严重影响。为了能更高质量地观测太阳、更准确地预报“太空天气”，我国在海拔3800多米的甘孜州稻城县噶通镇群山之间建设了一座圆环阵太阳射电成像望远镜（DSRT）。它由313个形似锅盖的6米口径抛物面天线和1个中心定标塔组成。　　因为所有天线围绕定标塔均匀分布在直径1000米的圆环上，这座大科学装置又被当地居民形象地称为“千眼天珠”。　　日前，华西都市报、封面新闻记者来到了位于甘孜州稻城县的中国科学院国家空间科学中心亚丁空间天气野外科学观测研究站，一探这颗“天珠”的建设情况。

　　“现在我们已经完成了大概270台天线的调试，得到了一些太阳的实时数据，预计在6月会全部调试完成。”据中国科学院国家空间科学中心亚丁空间天气野外科学观测研究站执行站长吴俊伟介绍，目前项目团队正在进行DSRT的电磁防护、方位精度等调试工作，等调整完成后就会开始试运行，进入正式的科学观测。　　届时，这座全球规模最大的综合孔径射电成像望远镜的313台抛物面天线将会像向日葵一样随着太阳转动，监测太阳射电耀斑，跟踪日冕物质抛射的形成、演化和其进入行星际的全过程。　　而DSRT系统采用独特的圆环阵列构型和原创的单通道多环绝对相位定标技术，可以实现高质量监视太阳的爆发活动，连续成像成谱观测，为太阳物理和空间天气研究提供自主数据。　　在观测太阳之余，DSRT还能在脉冲星搜索、高速射电暴探测等天文热点研究领域发挥重要作用。　　今年3月底，中国科学院国家空间科学中心的科学家团队已经利用初步集成完毕的146个单元天线开展了脉冲星观测，并成功获取了连续射电图像序列，识别出脉冲星J0332+5434在图像中的闪烁，脉冲星定位精度达到1.8角分，初步验证了DSRT用于脉冲星探测的能力。

　　“希望大家共同利用这些成果来做空间科学的研究。”采访中吴俊伟说，DSRT完全建成后，将会向世界开放所获得的数据。　　资料显示，DSRT收集的射电频段数据，能完善补充其他频段工作的望远镜收集的信息。因为DSRT的313个天线可以使它实现高灵敏度，捕捉到较弱的高能粒子信号，这些信号可能会被相同频率范围（150兆赫兹到450兆赫兹）下天线较少的阵列遗漏，例如法国南茜日像仪。　　采访中，吴俊伟表示，当“千眼天珠”建成后研究站还会开展相应的天文科普活动，帮助公众了解前沿天文知识。　　此外，在更远的未来，DSRT或将升级为主动观测设备，成为我国小行星防御系统的一部分。相关报道曾提到，小行星撞击地球已被联合国列为威胁人类生存的二十大灾难之首。防御近地小行星撞击地球，为保护地球家园贡献中国力量，是2022年国家航天局发布的八大行动声明之一。

　　据悉，DSRT是子午工程二期中空间探测的“国之重器”，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会起到重要作用。　　“东半球空间环境地基综合监测子午链”为子午工程的全称，它是我国空间科学领域首个国家重大科技基础设施项目，也是科学家们为探秘“第四环境”——空间环境（宇宙环境）布下的“地网”。　　空间环境探测主要有天基探测和地基探测两大方式，前者主要借助卫星等航天器，后者主要借助地面设备，各有优长。考虑到地基探测具有连续、稳定、可靠、易维护、成本低等诸多优点，“子午者，南北也”的子午工程，就采用了这种探测方式。　　子午工程一期是大型空间环境地基监测系统，能综合运用地磁（电）、无线电、光学和探空火箭等多种手段，连续监测地球表面二三十千米到几百千米的中高层大气、电离层和磁层，以及十几个地球半径以外的行星际空间环境中的地磁场、电场、风场、密度、温度和成分等参数，在空间天气研究和预报等方面发挥重要作用。　　为实现对我国领土的覆盖，以及对中、小尺度空间天气物理过程的探测，子午工程二期应运而生。科学家们建议，除了一期工程位于东经120度和北纬30度附近的观测链，再在东经100度和北纬40度附近增加两条观测链，形成一个“井”字形网络，这便是子午工程二期的构想。子午工程二期增加了对太阳活动和行星际扰动的监测，超越了地球空间，这也是区别于一期工程限于近地空间的重要方面。华西都市报-封面新闻记者 谭羽清 边雪 曾洁