中国平方公里阵列射电望远镜(SKA)启动

中国平方公里阵列射电望远镜(SKA)启动
新民晚报讯(记者 郜阳)昨天,中国平方公里阵列射电望远镜(SKA)启动大会召开。科技部部长王志刚宣读了《成立平方公里阵列天文台公约》批准书。会议通报了中国参与SKA各项工作推进情况,发布了《中国SKA白皮书》,介绍了中国参与SKA的发展理念和实践,以及做好SKA履约工作的政策举措。
SKA引领天文学发展
平方公里阵列射电望远镜是国际天文学家计划建造的世界最大综合孔径射电望远镜。SKA并非单台望远镜,而是一个望远镜网络,由2500面直径15米的碟形天线以及250组低频和中频孔径阵列组成,因接收总面积约“1平方公里”而得名。
SKA集大视场、高灵敏度、高分辨率、宽频率范围等卓越性能于一身,其科学研究目标包括第一代天体如何形成、星系形成与演化、暗能量性质、宇宙磁场、引力本质、生命分子与地外文明等。这其中任何一个问题的突破,都将是自然科学的重大变革。其革命性设计也意味着难以想象的超大信息量和数据量,颠覆了射电天文学的传统研究手段,给射电天文学创新研究带来全新理念。
2021年初,平方公里阵列天文台成立并开始运行,其总部设在英国,望远镜台址位于澳大利亚和南非。今年7月,SKA天文台启动望远镜建设工作,SKA正式步入建设阶段。
中国是SKA重要力量
SKA是继国际热核聚变实验堆(ITER)之后,中国参与的第二个国际大科学工程。我国自2012年就已通过广泛国际合作深度参与SKA的关键技术研发、核心设备研制和科学问题研究,充分展现了科技创新能力,在SKA各项事务中发挥了积极作用,兑现了中方参加建设准备阶段所作各项承诺。
2019年3月,我国在罗马签署《成立平方公里阵列天文台公约》,加入SKA第一阶段,与澳大利亚、意大利、荷兰、葡萄牙、南非、英国等国家共同成为SKA天文台国际组织的创始成员国;同期,国务院批准科技部设立SKA专项。根据《公约》,自2021年6月26日起我国正式成为平方公里阵列天文台成员国,中国参与SKA进入全新阶段。
确立“2+1”科学目标
基于国际上对于SKA未来科学研究方向的布局,结合国内射电天文领域研究基础,我国逐步确立了中国SKA“2+1”科学目标。选定“利用中性氢探测宇宙黎明和再电离、通过脉冲星探测引力波及精确检验广义相对论”为重点方向,其他优势领域为特色方向,并于2020年启动了SKA专项首批7个国内配套研发项目。
中国SKA首席科学家、中国科学院院士院士介绍,中国射电天文学的战略是:国内是立足单口径FAST,国际则是参与干涉阵列SKA。而SKA1( SKA第一阶段)的首要科学目标是揭示宇宙中诞生的第一批发光天体,以及脉冲星搜寻和引力理论检验。他说,SKA1将带来革命性的科学发现,颠覆我们对宇宙的认识。但目前中国SKA科学的最大挑战,是如何把观测数据转化为科学发现。
上海天文台取得系列成果
据介绍,中科院上海天文台长期以来牵头中国SKA区域中心的筹备,助力中国科学家利用SKA做出原创性重大科学发现;同时着眼SKA第二阶段的发展,使之逐步成为引领东亚乃至亚太地区SKA科研活动的世界主要科学中心和创新高地。
作为国内牵头单位,上海天文台全力推进中国SKA工作,取得了一系列实质性成果:加入SKA低频先导项目MWA的国际合作组织,组织国内天文学家利用SKA先导望远镜数据开展科学准备和技术研发;完成了SKA核心软件的联合开发和大规模集成测试,推动SKA数据中心大型核心软件的工程化进程。
值得一提的是,上海天文台科研人员还成功研制出世界首台平方公里阵列射电望远镜区域中心原型机。据介绍,原型机在计算、存储、网络三大模块中均有创新突破。计算模块采用新型数据岛架构,将整个数据中心分成若干个小区域、或多个子数据中心,既可以独立执行数据处理任务,也可以根据需求灵活重组资源,满足SKA多任务并行处理的要求。此外,中国SKA区域中心原型机还首次采用了国产ARM处理器,基准测试表明ARM服务器整体性能优良。