由中國主導(dǎo)研發(fā)的平方公里陣列射電望遠鏡（SKA）首臺反射面天線樣機（SKA-P），日前在河北石家莊出廠，將SKA這一人類歷史上最龐大的天文工程帶入公眾視線。

此前，“世界最大單口徑射電望遠鏡”FAST在貴州山坳中落成，猶如一只巨大的“天眼”。而SKA將由數(shù)千面反射面天線組成陣列，編織成捕捉射電信號的天羅地網(wǎng)。接受面積合計1平方公里，即一百萬平方米。

科學(xué)家們可以將網(wǎng)上的點任意組合，模擬成無數(shù)個小射電望遠鏡、或者一個巨大的射電望遠鏡。

下面一組圖片，將帶你了解壯觀的SKA“陣法”。（本文所有圖片來自SKA官方網(wǎng)站。）

SKA選址在非洲和澳大利亞兩處。其中澳大利亞負(fù)責(zé)低頻部分：一期項目包含13萬個偶極天線，巡天時能捕捉到低至50兆赫的射電信號。

低頻孔徑陣列散布在澳大利亞默奇森地區(qū)的藝術(shù)想象圖。

而非洲的9個國家負(fù)責(zé)中高頻部分。分別為：南非、博茨瓦納、加納、肯尼亞、馬達加斯加、毛里求斯、莫桑比克、納米比亞、贊比亞。

非洲的中頻SKA一期工程將建設(shè)大約200面天線，巡天時能捕捉350兆赫至14千兆赫的射電信號。圖為南非卡魯高原上的中頻孔徑陣列想象圖。

南非的沙漠地區(qū)具有完美的射電靜默背景。中頻SKA將觀測引力波、脈沖星，并搜尋銀河系中的生命跡象。對比現(xiàn)存相似頻段的最好望遠鏡央斯基甚大陣列（JVLA），它的分辨率提高3倍，靈敏度提高4倍，巡天速度快60倍。

南非立法在北開普敦劃定了1250萬公頃的射電天文保護區(qū)。

澳大利大的低頻SKA和非洲的中頻SKA在正式建設(shè)前各自啟動了其先導(dǎo)項目。圖為默奇森寬場陣列（MWA），為其中一個先導(dǎo)望遠鏡，于2013年全面運行，但它不會集成在最終的SKA中。MWA將對整個南半球的天空進行充分觀察。其首要任務(wù)是尋找宇宙再電離時期包圍早期星系的星際氫氣。

另一先導(dǎo)項目澳大利亞SKA探路者(ASKAP)正處于緊張的技術(shù)研發(fā)階段，澳大利亞政府投入了1.11億澳元。ASKAP的相位陣饋源（PAF）能同時產(chǎn)生30個單獨波束覆蓋30平方度視場，極大地加快巡天速度。

ASKAP和SKA望遠鏡選址在默奇森地區(qū)，傳統(tǒng)上是Wajarri Yamatji人的領(lǐng)地，他們是地球上人口最少的民族之一。為此，雙方簽署了一個原住民土地使用協(xié)議。

非洲的先導(dǎo)項目為64面“貓鼬”（MeerKAT）天線，預(yù)計幾年后部署完成。圖為第一面“貓鼬”天線于2014年3月安裝完成。它們在第一階段作為獨立的裝置產(chǎn)生科學(xué)成果，未來則會與其他130面天線一起組成中頻SKA設(shè)施。

SKA四種望遠鏡的夜間藝術(shù)想象圖。低頻孔徑陣列（右下）和澳大利亞SKA探路者（右上）將在西澳落成，中頻孔徑陣列（左下）和“貓鼬”望遠鏡（左上）將在南非等若干非洲國家落成。

天線依照多個螺旋臂結(jié)構(gòu)，從核心逐漸擴散開來，組成長基線干涉陣列。

中國是SKA的創(chuàng)始國和正式成員國之一。目前，在SKA對外發(fā)布的11個工作包中，中方參與了天線（DSH）、低頻孔徑陣列（LFAA）、中頻孔徑陣列（MFAA）、信號與數(shù)據(jù)傳輸（SaDT）、科學(xué)數(shù)據(jù)處理（SDP）、寬帶單像素饋源（WBSPF）等6個國際工作包聯(lián)盟的研發(fā)工作 。圖為石家莊出廠的第一面天線樣機。

中國電子科技集團公司第五十四研究所正在安裝首臺天線樣機。

SKA將產(chǎn)生100倍互聯(lián)網(wǎng)流量的數(shù)據(jù)，需要的計算力約等于1億臺個人電腦。圖為建設(shè)中的澳大利亞波希超算中心。

SKA科學(xué)目標(biāo)（一）：繪制氫原子的宇宙分布，研究大爆炸后的暗能量演化。

SKA科學(xué)目標(biāo)（二）：用脈沖星和黑洞的引力進行強磁場測試，驗證愛因斯坦廣義相對論。

SKA科學(xué)目標(biāo)（三）：調(diào)查宇宙磁場的起源和演化。圖為被神秘的宇宙磁場影響的日冕。

SKA科學(xué)目標(biāo)（四）：尋找生命的起源

SKA中頻和低頻設(shè)備與現(xiàn)有最好同類望遠鏡的性能對比。