近日，中國科學(xué)院上海天文臺長白山40米口徑射電望遠(yuǎn)鏡在吉林長白山正式啟動建設(shè)。無獨有偶，9月中旬，在距此地直線距離約3800公里的西藏日喀則，中國科學(xué)院上海天文臺日喀則40米口徑射電望遠(yuǎn)鏡也開始了建設(shè)。據(jù)了解，這兩個望遠(yuǎn)鏡建設(shè)完成后，將進(jìn)一步提升我國現(xiàn)有甚長基線干涉測量（VLBI）網(wǎng)的構(gòu)型和觀測能力，同位于新疆烏魯木齊、云南昆明、上海天馬山與佘山觀測臺站的望遠(yuǎn)鏡一道“凝望”太空，為我國的探月工程作出貢獻(xiàn)。
探月工程為何需要望遠(yuǎn)鏡的保障？這得從VLBI技術(shù)說起。“VLBI是一項射電干涉測量技術(shù)，可以用于獲取宇宙天體的精細(xì)射電圖像和精確位置，并對深空探測器進(jìn)行高精度定軌、定位。”中國科學(xué)院上海天文臺射電天文科學(xué)與技術(shù)研究室主任、研究員鄭為民告訴記者。
在太空中，科研人員需要確定深空探測器在宇宙中的距離和方向。常規(guī)的測距測速技術(shù)，只能直接測定目標(biāo)探測器的視向距離與速度，而VLBI技術(shù)則可以用于測量目標(biāo)探測器的橫向角位置，并將來自不同天文望遠(yuǎn)鏡的觀測信號進(jìn)行聯(lián)合處理。“通俗來說，這就相當(dāng)于將多臺望遠(yuǎn)鏡組成一臺口徑巨大的‘虛擬望遠(yuǎn)鏡’。”鄭為民介紹，這臺“虛擬望遠(yuǎn)鏡”的最大口徑，就是望遠(yuǎn)鏡之間最長距離。
這就是為何需要在日喀則與長白山兩地分別建設(shè)望遠(yuǎn)鏡的原因。中國境內(nèi)原有的望遠(yuǎn)鏡基線最大距離為從上海到烏魯木齊的約3200公里；這兩個望遠(yuǎn)鏡建成后，中國境內(nèi)新的基線最大距離將為長白山到日喀則的約3800公里，可使最大角分辨率提升18%。
與此同時，相比上海天馬望遠(yuǎn)鏡，長白山40米射電望遠(yuǎn)鏡更靠近我國版圖東側(cè)，其經(jīng)度位置比天馬望遠(yuǎn)鏡向東增加了6.6度。這意味著它可以比天馬望遠(yuǎn)鏡早26分鐘捕獲到深空目標(biāo)。
從實際應(yīng)用層面看，這兩臺新望遠(yuǎn)鏡的加入，將使我國擁有“雙子網(wǎng)、雙目標(biāo)”能力。鄭為民介紹，通常確定月球與深空探測器的精確角位置，至少需要三臺望遠(yuǎn)鏡同時工作。“隨著探月工程的深入實施，需要我們同時跟蹤不同天區(qū)的多個目標(biāo)。兩臺望遠(yuǎn)鏡加入后，我國就擁有了‘六站一中心’的VLBI觀測網(wǎng)，可同時觀察不同天區(qū)的兩個目標(biāo)，使觀測效率提高一倍，能更好地服務(wù)我國月球與深空探測器VLBI測定軌工作。”
在選址方面，中國科學(xué)院長春分院院長甘建國告訴記者，該院科研人員綜合考慮了服務(wù)探月工程測定軌任務(wù)的觀測網(wǎng)構(gòu)型的合理性、望遠(yuǎn)鏡運行保障難度、建設(shè)施工難度、無線電環(huán)境、氣候條件等多個方面的影響，協(xié)調(diào)長白山地區(qū)涉及的火山與地震探測、林地使用及稅收減免等系列復(fù)雜情況，經(jīng)過多次現(xiàn)場勘察和仔細(xì)研判，才最終確定在吉林長白山的馬鞍山林場內(nèi)建設(shè)射電望遠(yuǎn)鏡。
據(jù)介紹，長白山40米射電望遠(yuǎn)鏡是一架全實面、全可動、高精度、多用途的地平式射電望遠(yuǎn)鏡，天線系統(tǒng)采用全實面面板，單塊面板面型精度好于80微米；采用整體保溫技術(shù)，主反射體背架用保溫材料包裹，可確保望遠(yuǎn)鏡在東北的嚴(yán)寒環(huán)境中正常運行。
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