中国“天眼”升级 ，巡天提速五倍

5月17日，“中国天眼”500米口径球面射电望远镜正在安装国际上首台19波束L波段接收机，预计6月初投入使用。这台目前国际上最为先进的19波束馈源接收机，由中澳科学家联合研制。启用后，“天眼”巡天速度将提高5—6倍，同时，也将拓展更多的科学观测目标。

世界最大的单口径球面射电望远镜，又被形象的称作中国“天眼”，位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇大窝凼的喀斯特洼坑中，是由国家科教领导小组审议确定的国家九大科技基础设施之一，采用中国科学家独创设计和我国贵州南部喀斯特洼地的独特地形条件，建设的一个约30个足球场大小的高灵敏度巨型射电望远镜。“天眼”工程由主动反射面系统、馈源支撑系统、测量与控制系统、接收机与终端及观测基地等几大部分构成。

中国“天眼”有多大？沿着“天眼”的圈梁走一圈用时43分钟。“天眼”的“眼眶”是一圈钢铁结成的圈梁，登上圈梁往下看，巨大的天坑里，星罗棋布地排列着一个个“网结”。“天眼”的圈梁被50根6米到50米高低不等的钢柱支在半空，周长约1.6公里。“天眼”口径有500米，组成的球形反射面相当于30个足球场大小。

1. “天眼”功能用途

“天眼”可把中国空间测控能力由地球同步轨道延伸至太阳系外缘，将深空通讯数据下行速率提高100倍。其应用价值可以是为自主导航这一前瞻性研究制作脉冲星钟；诊断识别微弱的空间讯号，为国家安全服务；提供高分辨率和高效率的地面观测；跟踪探测日冕物质抛射事件，服务于太空天气预报。

“天眼”项目的科学意义非常重大。建设望远镜是瞄准21世纪的科学前沿，寻找暗物质、暗能量。宇宙中有99%的质量和能量知道它的存在，但不知道它的特性是什么。“天眼”不仅让中国的天文学家为之振奋，全世界的天文学家也在紧盯着它——寄希望于这个最大的“天眼”或许能找到外星人，并解开宇宙起源之谜。

国家天文台“天眼”工程技术人员介绍说，探听地球之外的音讯，“天眼”的能力和其大小息息相关。简单来说，眼睛越大，看得越远。尤其特殊的是，这只“天眼”并非“死眼”， “天眼”的索网结构可以随着天体的移动自动变化，带动索网上活动的4450个反射面板产生变化，足以观测到更大天区的天体，同时，馈源舱也随索网一同运动，采集天体发射的无线电波。如同人类转动自己的眼珠，调整视线的指向，遥远的太空对它来说将不存在方向上的死角。

中国“天眼”的视野有多远？据专家介绍，哪怕是远在百亿光年外的射电信号，中国“天眼”也有可能捕捉到，还可能发现高红移的巨脉泽星系，实现银河系外第一个甲醇超脉泽的观测突破；用于搜寻识别可能的星际通讯信号，寻找地外文明等等。

2.“天眼”发展影响

国家天文台副台长、“天眼”工程常务副总指挥郑晓年强调，“天眼”建成后，将有能力巡视宇宙中的中性氢、探测星际分子、观测脉冲星、搜寻星际通讯信号。“天眼”作为一个多学科基础研究平台，能用一年时间发现约7000颗脉冲星，研究极端状态下的物质结构与物理规律；有希望发现奇异星和夸克星物质；发现中子星——黑洞双星，无需依赖模型精确测定黑洞质量；通过精确测定脉冲星到达时间来检测引力波；作为最大的台站加入国际甚长基线网，为天体超精细结构成像。

中国“天眼” 建成后，与号称“地面最大的机器”德国埃菲尔斯伯格100米口径望远镜相比，其灵敏度能提高约10倍；与被评为人类20世纪十大工程之首的美国阿雷西博300米口径射电望远镜相比，“天眼”的灵敏度是其2.25倍。

“天眼”工程由中科院国家天文台主持，全国20余所大学和研究所的百余位科技骨干参加此项工作。2007年7月“天眼”项目正式立项。2011年3月25日，“天眼”工程正式开工建设。世界最大球面射电望远镜于2016年9月25日竣工。

3. “天眼”升级，巡天提速

尽管之前使用的超宽带单波束接收机观测能力有限，“中国天眼”仍发现了14颗新脉冲星。新近发现的毫秒脉冲星，再次凸显了“中国天眼”在脉冲星搜寻上的巨大潜力。2015年，我国和澳大利亚签订合同进行19波束接收机研制。历经1年多，经中澳科学家联手，成功研制出世界上第一台19波束L波段接收机。这台接收机重1.2吨，造价2000多万元。

据“天眼”项目接收机系统总工程师金乘进介绍，19波束L波段接收机灵敏度最高，正式投用后，“天眼”巡天效率将大幅提高，在脉冲星搜索和谱线观测等方面，将发挥重大作用。安装现场的澳大利亚CSIRO项目负责人道格拉斯·海曼说，19波束L波段接收机的成功研制，是基于CSIRO多年的技术积累。此前，世界上最先进的13波束接收机，也是由CSIRO研制的。

随着19波束L波段接收机的投入使用，“中国天眼”观测时将会获得射电源更精确的定位图像，发现更多的脉冲星，并能观测宇宙中不同距离不同方向的中性氢1.4GHz谱线，以更好地探索宇宙历史，甚至搜寻可能存在的外星文明。

从“天眼”副经理兼办公室主任张蜀新处了解到，目前，“天眼”已经与中国电信贵州公司签署合作协议，同时，位于贵州师范大学内的“天眼”早期科学数据中心正在进行扩容。