中国长白山40米口径射电望远镜启动建设 将形成3800公里“等效口径”

本文转自：中国新闻网

中新网北京10月11日电 (记者 孙自法 郑莹莹)继9月中旬启动建设日喀则40米口径射电望远镜之后，中国科学院上海天文台10月11日又开启长白山40米口径射电望远镜项目建设。这两台望远镜的加入可将中国VLBI网最长基线即“等效口径”拓展至约3800公里，有效提升观测灵敏度和空间分辨率，共同承担探月工程四期和深空探测VLBI(甚长基线干涉测量)测定轨任务，并促进中国射电天文科学观测研究发展。

2023年8月7日，长白山40米口径射电望远镜站址航拍图，正在开展施工便道建设。中国科学院上海天文台 供图

构成“六站一中心”观测网

中国科学院上海天文台项目团队介绍说，日喀则和长白山40米射电望远镜建成后，将与上海65米天马望远镜、上海25米佘山望远镜、云南昆明40米望远镜、乌鲁木齐南山26米望远镜和上海VLBI数据处理中心一起，共同构成中国科学院上海天文台的“六站一中心”观测网，实现同时具备“双子网、双目标”能力，满足中国后续深空探测任务规划中对不同天区、两个不同探测器同时进行测轨的需求。

长白山40米射电望远镜位于吉林省长白山保护开发区池西区管委会马鞍山林场内，是一架全实面、全可动、高精度、多用途的地平式射电望远镜，未来计划配备7个波段高灵敏度致冷接收机，实现700MHz至50GHz连续频谱覆盖以及S/X双频段同时观测，具备升级到86GHz观测的潜力。

为确保望远镜在东北的严寒环境中正常稳定运行，长白山40米射电望远镜设计上采用整体保温技术，主反射体背架用保温材料包裹。同时，天线系统采用全实面面板，单块面板经度好于80微米，主反射体面型经度好于0.3毫米，最高指向经度好于5角秒。

提早26分钟捕获到深空目标

项目团队指出，由于VLBI技术本身的特点，望远镜之间的距离(基线)越长，所形成“虚拟的”望远镜的“等效口径”就越大，多个望远镜联合观测的灵敏度和空间分辨率也越高。

在中国东北部的吉林长白山和西南部的西藏日喀则新建两台40米口径的射电望远镜，一方面将中国现有VLBI网从“四站一中心”升级为“六站一中心”，另一方面，通过升级“拉长基线”，中国境内新的最长基线将为长白山和日喀则之间约3800公里基线，超过原有上海和乌鲁木齐之间约3200公里基线，最大角分辨率也提升18%。

与此同时，相对于上海天马望远镜的经度位置，长白山40米射电望远镜更靠近中国版图东侧，比天马望远镜向东增加6.6度，将比天马望远镜早26分钟捕获到深空目标。

此外，长白山冬季空气干燥，晴天数多，尤其适合望远镜开展高频段观测，将提升中国射电天文科学研究能力，推动在超大质量黑洞、致密天体快速时变及引力波电磁对应体、银河系动力学研究、高精度天地一体化参考架等一系列天文学前沿领域的研究中取得更多创新性成果。

选址经过仔细分析研判确定

2021年12月，中国国家深空探测重大专项探月工程四期任务正式立项，将在月球南极地区开展科学探测，为各国共同构建月球科研基地做前期探索。2023年5月，由中国科学院上海天文台牵头建设的探月工程四期嫦娥七号任务测控系统VLBI测轨分系统获得国家正式批复，其中包括在西藏日喀则、吉林长白山建设口径为40米的大型射电天文望远镜以及配套观测站。

至于长白山40米射电望远镜为何选址长白山，中国科学院上海天文台指出，选址要综合考虑服务探月工程测定轨任务的观测网构型的合理性、望远镜后续运行、建设施工难度、气候条件、无线电环境等多方面影响，项目团队经过多次现场勘察，细致实地考察东北多处候选地，并与相关方面进行深入讨论和协商，结合站址周围未来发展规划，又经过仔细分析研判，才最终确定在吉林长白山的马鞍山林场内建设射电望远镜。

2022年8月19日，施工前的长白山40米口径射电望远镜站址场景。中国科学院上海天文台 供图

2020年1月、2022年9月的两次工程地质勘察结果也表明，长白山马鞍山林场的地质条件优越，能够满足40米射电望远镜桩基承载要求。2023年8月，长白山40米射电望远镜项目获得建设工程规划许可证和施工许可证，同时，地质勘察与天线设计、台址附件无线电宁静区的划定和保护、气象与地震情况、森林防火等工作也有序推进。

中国VLBI技术能力不断增强

据中国科学院上海天文台介绍，2004年1月，中国正式启动探月工程，2007年，中国VLBI网在探月工程支持下建立——中国科学院上海天文台基于在射电天文领域的深厚积累，首次将实时VLBI技术应用于嫦娥一号任务，组织中国科学院所属天文台的优势力量，建立由“四站一中心”组成的中国VLBI网，构建测控系统VLBI测轨分系统。

作为中国探月工程测控系统的重要组成部分，VLBI测轨分系统目前已圆满完成探月工程“绕”“落”“回”三个阶段和中国首次火星探测任务的VLBI测定轨任务。自嫦娥一号之后，中国系列月球与行星探测任务都采用测距测速+VLBI的新型测定轨体制，影响深远。

40米射电望远镜项目团队认为，基于自主技术的中国VLBI网在国际上首次将实时VLBI技术用于月球与深空探测器的高精度测定轨、定位，在探月工程历次任务和首次火星探测任务中发挥出不可替代的重要作用。经过10多年发展，中国VLBI技术能力不断增强，总体能力已达到国际先进水平，并形成鲜明的中国特色。