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观测设备

天籁项目

位置:新疆红柳峡观测站

简介:

  利用射电技术探测暗能量是当前国际天文学研究的重要方向。“暗能量射电探测关键技术”项目(即“天籁”项目)依托国家高技术研究发展计划(863计划),围绕暗能量的探测需求,研制可用于暗能量探测的射电望远镜阵列,实现对红移1处的21cm辐射大天区面积巡天,获得大尺度结构功率谱,为暗能量探测与研究提供实验数据。该项目由中国科学院国家天文台暗物质与暗能量课题组负责承担完成,陈学雷研究员为项目负责人。目前已建成三组南北长40米,东西宽15米的抛物柱面射电望远镜和十六面6米口径碟形射电望远镜,全干涉信号通道超过两百路。该项目是世界上首个立项的暗能量射电探测项目,也是目前世界上建成的第二个暗能量射电探测项目。

  这不仅是我国第一个针对再电离之后的中低红移宇宙中的星系和宇宙大尺度结构中性氢观测项目,还将提升我国在暗能量研究和射电天文技术方面的自主创新能力,并且实现我国在暗能量研究和射电天文技术方面的跨越式发展。

  在国家863计划的大力支持下,“暗能量射电探测关键技术”项目突破了大规模射电天线阵列复杂结构设计难题,在经过一系列详细设计与研讨之后,成功研制出了阵列式高灵敏度天线系统,并成功架设在了偏远的新疆东北部山区,经过无线电监测比较,该地区被认为是国际上为数不多的几个良好的射电天文观测站址之一。该天线系统技术创新,在综合性能指标上处于国际领先地位。此外,“暗能量射电探测关键技术”项目攻克了远距离海量数据传输的难题,在观测站与阵列天线相距8km的情况下,设计了海量数据通信链路,避免了阵列天线被人为电磁干扰的隐患。

  围绕暗能量射电探测主题,“暗能量射电探测关键技术”项目对柱形天线阵和碟形天线阵进行漂移扫描巡天后的综合孔径成像方法进行了研究,发展了基于快速傅立叶变换(FFT)和球谐函数变换的算法,并进行了数值模拟,研究了定标校准方法。此外,建立了国际合作组,利用国外望远镜进行了观测并首次获得了红移0.8处的互相关功率谱,在国际著名期刊如APJL、MNRAS上发表了一系列论文。

  在未来工作计划中,“暗能量射电探测关键技术”项目将进一步完成射电天文观测站址配套设施的建设,努力将高灵敏度电子接收系统与阵列天线良好衔接,力争攻克微弱信号提取与证认等关键技术难题。此外,阵列探测海量数据采集与处理分析也是项目的重要突破点之一。这两个技术难题的攻克必将有力推动暗能量射电探测技术的发展。

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