
宇宙中的星系歷經了怎樣的演化?地外文明是否真的存在?為了找到答案,我國和澳大利亞、英國、南非等20多個國家合作,啟動了被譽為“地球巨眼”的SKA(平方公里陣列射電望遠鏡)國際大科學工程。
SKA項目接收總面積達1平方公里、足有140個足球場大,是人類有史以來在建的最大綜合孔徑射電望遠鏡,也是我國目前參與的最重要國際大科學工程之一。

SKA要獲得對宇宙目標的“精準畫像”,離不開集多種關鍵技術于一身的SKA中頻天線的技術加成。作為SKA中頻天線工作包聯盟的牽頭單位,中國電科網絡通信研究院聯合南非、意大利等國的科研機構,組建了一個平均年齡35歲、與國際接軌的SKA天線團隊,開始在追星逐月中創造中國的“星月傳奇”。
2023年9月20日下午,SKA項目在中國電科網絡通信研究院測試場完成了首臺中頻天線吊裝。
星空下的逐夢人
中頻天線成功吊裝的背后,有著一群披星戴月的電科逐夢人。他們星夜兼程、勇毅前行。

“SKA項目評審周期長、準備工作龐雜,對項目團隊來說就好似一場持久的‘攻堅戰’”,SKA中頻天線結構工程師張磊介紹說。
項目評審伊始,SKA天線團隊就圍繞天線設計、性能等方面,提交了數千頁的報告。這份報告可以說凝結了整個團隊的心血。
然而,在隨后的一個月里,近千條的評審意見紛沓至來——調試過程中究竟存在多少不確定性?濾波器性能可否再優化?每一個螺栓強度如何?
…………
經過認真仔細地分析,團隊開始搭建模型、分析數據。最終,在張磊和項目團隊的共同努力下,SKA天線相關技術快速迭代,克服了硬件性能、系統等多方面的問題,實現性能的不斷躍升,達到了國際領先水平。
小屋里的“追星”者
“恒星具有穩定性,為了精準測試伺服跟蹤精度,我們選擇在夜晚至凌晨進行觀測”,SKA天線團隊伺服設計師耿旭光說。
然而“追星”之路,并非坦途。由于傳統的觀測方法不適用于SKA天線的觀測,耿旭光便用類推的方法,基于傳統觀測法改用光學望遠鏡做天線的指向標校。新方法、新設備的出現,點燃了團隊技術突破路上的一盞燭火,同時也給技術人員帶來了新的挑戰。
“一定能搞定!”大家白天翻閱資料、調試研究;夜晚開始多輪測試,從太陽落山到早上五點,眼睛“寸步不離”屏幕,隨時做好發現問題、現場解決問題的準備。
“不大的房屋里常常擠著三臺電腦三個人,那段時間跟我們在一起的,不是家人,而是設備和星星”,耿旭光回憶說。
經過數月的觀測分析總結與數十次指向模型的迭代,終于,振奮人心的結果出現了——“指向精度值達標了,這個方法可行!”
一時間,團隊人員的歡呼聲震破了夜空的寂靜,月亮也見證著他們的喜悅。
吊筐里的“守夜人”
“起繩子,停!再爬點兒桿”,這是SKA天線攝影測量外場的工作人員常常聽到的一句話。
攝影測量采集的數據越準確,越能確保天線的精度和靈敏度。由于高精度天線的攝影測量必須在較暗光線下進行,因此天線工藝師程志峰的工作與大多數人朝九晚五的工作不同,基本上都是從晚上六七點鐘開始,一直持續到凌晨兩點左右。而與眾不同的,不只是他的工作時間,還有他的干活地點——長18米、寬16米口徑天線的最高處,離地將近20米,高度相當于7層樓的樓頂。
站在用吊車架起的吊筐里,一邊扶著欄桿保持平衡,一邊單手操作數字攝影測量儀器采集數據,這就是程志峰的工作“日常”。
為了確保測量條件,晚上進行測量時,他會關掉所有吊車燈,黑夜也顯得格外寂靜與漫長。在幾乎伸手不見五指的半空中,要精準地對天線進行攝影測量絕非易事,經過上千次的測量,程志峰總結出了一套“上上下下走七列,對天線環繞測量”的“標準動作”。
“操作要規范,方法要正確,數據要可靠,產品要經得起考驗”,這是程志峰時常對徒弟的教導,也正是他的工作原則。
項目里的“大管家”
在SKA天線團隊里面,無論是結構設計還是攝影測量,大家都是特定領域的“行家里手”,而項目執行負責人陳隆則是大家離不開的“大管家”。
從項目資金預算、計劃制定,到國家SKA伺服專項申請、運行、管理;從國際交流合作、伺服系統設計,到元器件采購、電磁兼容管控等,陳隆負責的事情可謂是種類繁多。
在項目進入關鍵節點之時,平方公里陣列天文臺(SKAO)攝制團隊抵達石家莊,拍攝接洽工作自然而然成了“大管家”陳隆的任務。他一邊保障攝制團隊的拍攝,一邊學習攝制團隊的工作態度和專業技巧。“工作中處處都有需要學習的知識”,陳隆說。
然而,沉浸在實踐學習中的陳隆身體卻發出“警告”。那段時間,他雙耳發炎,睡覺只能平躺,但凡側躺壓到耳朵,便會在睡夢中疼醒。此時,不知情的攝制團隊提出需要陳隆陪同到外地加工廠拍攝素材。他想都沒想,便一口答應下來。
“咱在國際大科學工程中首先得有個敬業態度!”就這樣,陳隆一邊克服身體不適,一邊全力保障著拍攝工作的順利進行。
一周后,攝制工作圓滿完成,陳隆才得空去趟醫院。
一個天線能接收到的信號能量很小,所以有了平方公里陣列的蔚為壯觀;成百上千面天線合力組成探秘星空的“利器”,才能更好地傾聽來自遙遠星空的聲音。就像SKA天線團隊一樣。“SKA不是一個人能干成的,靠的是集體的力量”,SKA中頻天線項目總設計師杜彪說。
編輯/王盈 統籌/彭漾