“千眼天珠”，观天逐日的国之重器

文/颜士州

2023 年9 月27 日，我国空间环境地基综合监测网标志性设备之一——圆环阵太阳射电成像望远镜正式建成，它是目前全球规模最大的综合孔径射电望远镜。

监测太阳，守卫地球

我们知道，在恒星中太阳距离地球最近，它给居住在地球上的人类带来光和热，它的活动与地球息息相关，太阳一旦猛烈活动，将会导致电网大面积损毁，卫星雷达性能及导航精度都受到影响，高铁短波通信也会中断，甚至无法运行。如果太阳打一个“喷嚏”，地球很有可能“感冒”。

要想理解太阳对地球的影响到底有多大，就要对太阳及它的传播路径进行高质量监测，圆环阵由此应运而生。有了它，就能监测太阳的各种爆发活动，还能监测太阳风暴进入行星际的过程，这对研究太阳活动的规律及预测太阳活动对地球的影响具有很大的作用。

朵朵“葵花”向太阳

圆环阵建在海拔3820 米的四川省甘孜州稻城县噶通镇，它由313 部直径6 米的抛物面天线构成，均匀分布在直径为1 公里的圆环上。每一根天线都像眼睛，从太空中捕捉着太阳的射电信号，圆环正中央矗立着一座高达100 米的中心定标塔，当地居民称之为“千眼天珠”。

每天清晨，当太阳冉冉升起时，太阳的光芒照亮了千眼天珠的每一根天线，圆形阵所有天线立即开始工作，它们一起对准中心定标塔对焦校准，捕捉着太阳的射电信号，这些信号再通过复杂的处理，开始转化为一组组数据，我们就知道太阳的能量及活动情况了。当太阳升高后，它们如同“向日葵”一样对准太阳，并跟随着太阳转动，可以连续稳定地进行高质量的监测，为科学家提供更多关于太阳的信息。太阳落山后，圆环阵又开始进行射电天文观测，它的“眼睛”可观测银河系深处的脉冲星信号，这些信号通过处理，可形成一幅非常清晰的脉冲星图像。

与现实环境较劲

也许你会疑惑圆环阵中的313 部天线和626 条接收链路能同时工作吗？如何让它们的幅度和相位保持一致？

圆环阵的场地那么大，它并非在平坦的平原上，最高处跟最低处地势相差有30 米，如此大的落差导致了中心塔无法建在标准的中心位置。其次，恶劣的大风天气时有发生，也会导致中心塔不停地晃动，这样连接在圆环阵每根天线和中心塔之间的电缆线长短不一，工作人员要根据现场实际情况进行安装校正。通过不断的调试，圆环阵每天能够监测太阳达8 个小时，它的视角能观测到10 个太阳半径的连续稳定射电成像与频谱观测能力。

当然，这只是开始阶段，后期圆环阵还要与隐世于贵州大山里的500 米口径球面射电望远镜“中国天眼”等国家重大科技基础设施开展联合观测，这样，有望在低频射电巡天、脉冲星、快速射电暴和行星防御监测预警等领域发挥重要作用。