65米口径天马望远镜

本文转自：解放日报

当今的中国，不仅拥有世界上最大的固定式单天线射电望远镜“中国天眼”（FAST），而且还有一架综合性能在世上名列前茅的全动式单天线射电望远镜，它就是坐落在上海市松江区天马山麓的65米口径射电望远镜——“天马望远镜”：如果你在火星上用手机拨号，它在地球上能收到信号。

2012年10月28日，在落成仪式上，这架高70米、重2700多吨、主反射面口径65米的望远镜，秀了一次漂亮的俯仰动作，由“昂首”转向45°角，引来现场掌声雷动。下午1时30分，它成功追踪到第一个预定目标，并接收到第一组信号。这个信号来自距地球约3.7万光年的一个天区，那里有大量的恒星正在形成。

“终于盼到了这台望远镜！”一直密切关注整个工程进展的著名天文学家、当时已85岁的中国科学院院士叶叔华的感慨令人动容。

在这架65米口径射电望远镜待执行的任务单上，第一项大任务就是为中国探月的“嫦娥三号”保驾护航。此前，在“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星奔月过程中，中国的甚长基线干涉网（VLBI）已成功参与完成了测轨工作。原先，上海入网的只是一架25米口径的射电望远镜，现在由65米口径射电望远镜取代它，大幅提高了“嫦娥三号”落月探测的定轨精度。

上海65米口径射电望远镜的主反射面面积为3780平方米，相当于9个标准篮球场，由14圈共1008块高精度实面板拼装而成，每块面板单元精度达到0.1毫米。这架望远镜的指向误差不超过3″——这相当于钟表秒针跳动一次所转过的角度的1/7200，达到国际先进水平。为了保证反射面在望远镜移动过程中不会因重力、温度等因素的影响而变形，在面板与天线背架结构的连接处安装着1104个精密的“促动器”，可以随时对面板进行调整，以补偿重力引起的反射面变形。促动器的定位精度可达15微米，大致相当于一根头发丝粗细的1/5。

2013年，“嫦娥三号”奔月。它要释放“玉兔号”月球车在月面漫步。月球车长、宽、高都只有1米多，怎样才能“看”清“玉兔号”在月球上的位置和动静呢？

科学家们在月球车和着陆器上搭载了电波源，天马望远镜犹如一只巨大的“顺风耳”，凭借VLBI技术聆听它们发出的射电信号。通过测量月球车与着陆器之间的相对位置变化，对这只小小“玉兔”移动监测的灵敏度达到了10厘米。我们不妨想象一下，你家门口的一辆汽车移动了10厘米，你立刻就能发现吗？以10厘米的灵敏度监测38万千米之遥的月球车的移动，这充分体现了中国精度!

2018年，天马望远镜参加了“嫦娥四号”的测轨任务，为世界上首次在月球背面软着陆探测做出了重要贡献。此后，天马望远镜又出色地继续服务于“嫦娥五号”“天问一号”火星探测等任务。与此同时，天马望远镜作为国际VLBI网的重要测站，还在射电谱线、脉冲星等观测研究中取得了许多原创性成果。

在FAST建成之后，时常有人问：FAST的性能是不是全面超越了天马望远镜？

其实，65米口径射电望远镜与“中国天眼”FAST各有优势，它们承担着不同的科学任务。天马望远镜可以灵活转动，因此可以监测深空探测器并为之导航。天马望远镜和FAST的关系并非两虎相争，而是各尽其责，有时甚至还可以强强联手，取得“1+1＞2”的效果，助力科学家开展更高灵敏度、更高分辨率的射电天文观测。