遠(yuǎn)眺圓環(huán)陣太陽(yáng)射電成像望遠(yuǎn)鏡。中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 黃帥/攝
圓環(huán)陣太陽(yáng)射電成像望遠(yuǎn)鏡(遠(yuǎn)景),。吳俊偉/攝(中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心供圖)
圓環(huán)陣太陽(yáng)射電成像望遠(yuǎn)鏡(近景),。吳俊偉/攝(中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心供圖)
從“全球海拔最高”的四川稻城亞丁民用機(jī)場(chǎng)驅(qū)車(chē)一路向南,繞過(guò)重巒疊嶂,,穿過(guò)稻城縣城,,便能在一片開(kāi)闊的草場(chǎng)上,看到由313個(gè)“大鍋蓋”圍成的巨大圓圈,。
若從電子地圖上看,,它像一串銀白色的項(xiàng)鏈,靜靜地掛在山巒之間,,它又仿佛與山川融為一體,,頗有神秘氣息。當(dāng)來(lái)訪(fǎng)者親臨現(xiàn)場(chǎng),,則會(huì)被這宏大的景象震撼——在方圓1平方公里的土地上,,313部直徑6米的拋物面天線(xiàn),一同朝向圓環(huán)中心的百米定標(biāo)塔,。
這便是圓環(huán)陣太陽(yáng)射電成像望遠(yuǎn)鏡(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“圓環(huán)陣”),。它坐落于中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心亞丁空間天氣野外科學(xué)觀(guān)測(cè)研究站,是國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測(cè)網(wǎng)”(子午工程二期)標(biāo)志性設(shè)備之一,,是科學(xué)家觀(guān)測(cè)太陽(yáng)活動(dòng)的又一大國(guó)重器,。
9月27日,圓環(huán)陣順利通過(guò)工藝測(cè)試,,它將持續(xù)對(duì)太陽(yáng)活動(dòng)進(jìn)行科學(xué)觀(guān)測(cè),,在空間天氣、射電天文等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,。在這里的“觀(guān)日者”們,,將會(huì)不間斷地監(jiān)測(cè)太陽(yáng)活動(dòng)的信號(hào),進(jìn)而幫助我們“讀懂”太陽(yáng),。
313朵“向日葵”
圓環(huán)陣有一個(gè)生動(dòng)的別稱(chēng)——“千眼天珠”,。分布在圓環(huán)上的313部拋物面天線(xiàn),仿佛313朵“向日葵”,,它們一邊沐浴在溫暖的陽(yáng)光里,,一邊捕捉著太陽(yáng)的信號(hào)。如果太陽(yáng)發(fā)出了什么“特別信號(hào)”,,它們就能在第一時(shí)間作出反應(yīng),,將相關(guān)信息上傳到監(jiān)測(cè)團(tuán)隊(duì)手里。
這313朵“向日葵”,,早在多年前就已經(jīng)植入土地,,并跟隨建設(shè)計(jì)劃逐步生長(zhǎng)。2022年11月13日,圓環(huán)陣設(shè)備主體工程完工,,正式進(jìn)入聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段,。今年7月,圓環(huán)陣的“向日葵”基本成熟了,,它們已經(jīng)具備連續(xù)監(jiān)測(cè)太陽(yáng)活動(dòng)的能力,,科學(xué)觀(guān)測(cè)水平也得到了驗(yàn)證。
或許,,很多人會(huì)好奇:觀(guān)測(cè)太陽(yáng)活動(dòng)需要這么“費(fèi)力氣”嗎,?非要建成“千眼天珠”這樣大型的設(shè)施才行嗎?如果人們用一個(gè)高倍天文望遠(yuǎn)鏡去觀(guān)察日月星辰,,當(dāng)然也能“一飽眼?!薄5珜?duì)于空間科學(xué)的高精尖研究來(lái)說(shuō),,光靠過(guò)去的小型設(shè)備與微型實(shí)驗(yàn),,已無(wú)法滿(mǎn)足需要了??梢哉f(shuō),,“千眼天珠”是隨著天文研究事業(yè)的發(fā)展而產(chǎn)生的“利器”。
監(jiān)測(cè)太陽(yáng)活動(dòng)的重要性是不容小覷的,。在多數(shù)情況下,,太陽(yáng)的光與熱都在為地球上的生命提供著基本的能量,但太陽(yáng)活動(dòng)存在一定的不確定性,,一旦太陽(yáng)活動(dòng)過(guò)于劇烈,,如突然產(chǎn)生的太陽(yáng)風(fēng)暴,就會(huì)干擾人類(lèi)的通訊活動(dòng),。更為劇烈的太陽(yáng)活動(dòng),,如強(qiáng)烈的太陽(yáng)爆發(fā),可以產(chǎn)生如同100億顆百萬(wàn)噸級(jí)核彈爆炸時(shí)的能量,,對(duì)空間的衛(wèi)星和地面的輸電網(wǎng)絡(luò)等高技術(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生破壞性影響,,還可能危害航天員和飛機(jī)乘客的生命與健康。因此,,如果人類(lèi)能夠及時(shí)捕捉太陽(yáng)活動(dòng)的信息,,就可以做好預(yù)警工作,盡量減少太陽(yáng)活動(dòng)的危險(xiǎn)性,。
圓環(huán)陣就在幫助人類(lèi)解決這一問(wèn)題,。正如中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心研究員、圓環(huán)陣項(xiàng)目負(fù)責(zé)人閻敬業(yè)所說(shuō),,“每天盯著太陽(yáng)看,看它什么時(shí)候‘打噴嚏’”。
圓環(huán)陣的技術(shù)水平,,目前處于世界前列,。值得一提的是,圓環(huán)陣是我國(guó)科研人員自主研制的,,采用了獨(dú)特的圓環(huán)陣列構(gòu)型和原創(chuàng)的單通道多環(huán)絕對(duì)相位定標(biāo)技術(shù),。它從誕生的那一刻起,就與我國(guó)的太陽(yáng)觀(guān)測(cè)與天文研究事業(yè)緊密綁在一起,。
來(lái)之不易的“觀(guān)日神器”
做好太陽(yáng)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)備工作并不容易,,“千眼天珠”能夠誕生于稻城的高原之上,存在多方面的因素,。閻敬業(yè)告訴中青報(bào)·中青網(wǎng)記者,,在緯度比較低的地方,觀(guān)測(cè)太陽(yáng)的性能更好,。而且,,觀(guān)測(cè)地點(diǎn)需要在山區(qū)選擇一大塊相對(duì)平整的土地,遮擋外界的電磁干擾,,類(lèi)似在群山之中的盆地,。圓環(huán)陣所處的位置,就符合這些優(yōu)勢(shì)條件,。
“千眼天珠”建成圓環(huán)形狀的原因,,也經(jīng)過(guò)了科學(xué)上的縝密考慮。閻敬業(yè)說(shuō):“圓環(huán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行空間采樣時(shí)損失的信息量較少,,而且圓環(huán)結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)噪聲更小的目標(biāo),。”
圓環(huán)陣還能用于空間天氣預(yù)報(bào),,可以讓預(yù)報(bào)更加精準(zhǔn),。甚至,在建設(shè)圓環(huán)陣的時(shí)候,,設(shè)計(jì)者還考慮到,,將來(lái)可以通過(guò)圓環(huán)陣帶動(dòng)稻城縣的文旅事業(yè)發(fā)展。
不論是圓環(huán)陣的神秘外形,,還是它的奇妙功能,,都能讓不少游客產(chǎn)生濃烈興趣。在一些視頻網(wǎng)站上,,就有年輕網(wǎng)友對(duì)圓環(huán)陣頗為好奇,,“這是什么神秘基地?”“好家伙,,又是一大國(guó)重器”……
來(lái)到現(xiàn)場(chǎng),,或許神秘感會(huì)有所減弱,,但敬佩之心,會(huì)愈發(fā)強(qiáng)烈,。對(duì)圓環(huán)陣了解越多,,就會(huì)越佩服它的設(shè)計(jì)者、建設(shè)者和維護(hù)者,。尤其是在圓環(huán)陣建成之后,,要保持高強(qiáng)度的監(jiān)測(cè)活動(dòng),也離不開(kāi)工作人員的日常維護(hù),。
中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心副研究員,、圓環(huán)陣項(xiàng)目副主任設(shè)計(jì)師武林,深度參與了圓環(huán)陣的建設(shè)和科研活動(dòng),,說(shuō)起它的性能時(shí),,也是頗為自豪。據(jù)他介紹,,雖然圓環(huán)陣地處高原,,氣候惡劣,但一般的雨雪天氣并不會(huì)影響其質(zhì)量與監(jiān)測(cè)效果,。不過(guò),,如果風(fēng)力過(guò)大,可能會(huì)影響監(jiān)測(cè)效果,。
“我們一直努力在進(jìn)行技術(shù)攻關(guān),,讓設(shè)備的性能更強(qiáng)?!蔽淞终f(shuō),,對(duì)于圓環(huán)陣的日常維修是必要的,拋物面天線(xiàn)有313部,,如果哪個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障,,都會(huì)得到及時(shí)的檢修。
目前圓環(huán)陣不僅已有高質(zhì)量監(jiān)測(cè)太陽(yáng)活動(dòng)的能力,,也初步驗(yàn)證了脈沖星成像等射電天文觀(guān)測(cè)能力,。而且,圓環(huán)陣有效地解決了626條鏈路的幅度和相位一致性問(wèn)題,,實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)高分辨率射電高光譜成像功能,,在太陽(yáng)物理和空間天氣研究中,它能夠提供高質(zhì)量的自主監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),。
取得這些成績(jī)的背后,,是大量科研人員長(zhǎng)期的堅(jiān)守、努力與奉獻(xiàn),。在氧氣匱乏的高原之上,,勇敢的人才能看到更壯麗的山河風(fēng)光,。
圓環(huán)陣的勇士們,正在這條尋“美”之路上剛毅前行,。
播下科學(xué)的“青稞種子”
在稻城,,流傳著一個(gè)動(dòng)人的傳說(shuō),。據(jù)當(dāng)?shù)夭刈逋诙鄠?,在遠(yuǎn)古時(shí)代,有一位勇敢的王子,,為了解決百姓的吃飯問(wèn)題,,便帶領(lǐng)幾十個(gè)勇士去蛇王那里討要青稞種子。然而,,這一路上充滿(mǎn)了艱難險(xiǎn)阻,,翻過(guò)九十九座山,蹚過(guò)九十九條河,,其他人要么離開(kāi)了隊(duì)伍,,要么在半途犧牲了,最后只有王子成功拿到了青稞種子,,當(dāng)?shù)匕傩赵僖膊挥萌甜嚢ゐI了,。
如今的稻城也迎來(lái)了幾十位勇士。他們克服重重困難,,長(zhǎng)期堅(jiān)守在圓環(huán)陣的建設(shè)基地,。在尋找“青稞種子”的征途中,每個(gè)人都是真正的勇士,。在海拔4000多米的高原工作,,首先就得面對(duì)高原反應(yīng)的問(wèn)題。在采訪(fǎng)中,,不少科研人員都表示,,高反是普遍存在的,而且并不會(huì)因?yàn)樵诋?dāng)?shù)毓ぷ鲿r(shí)間很久,,就能完全避開(kāi)高反,,只能盡力去適應(yīng)環(huán)境。
在來(lái)到圓環(huán)陣之前,,很多科研人員并沒(méi)有高原生活體驗(yàn),。由于科研任務(wù)繁重,他們也沒(méi)法像“驢友”那樣,,乘坐火車(chē),、汽車(chē)來(lái)到川西高原,再慢慢適應(yīng)稻城的環(huán)境,。他們一般都會(huì)乘坐飛機(jī)來(lái)到稻城機(jī)場(chǎng),,再坐車(chē)到圓環(huán)陣,。其間,頭昏腦漲,、心跳加速都是“家常便飯”,,甚至有人會(huì)因?yàn)楦叻炊鵁o(wú)法入睡。在稻城的辦公室里,,大家也必須開(kāi)著供氧設(shè)備,,保證室內(nèi)氧氣充足,否則很容易在大聲說(shuō)話(huà)時(shí)感到強(qiáng)烈不適,。
不少年輕人面對(duì)困難時(shí),,并沒(méi)有退縮之意。中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十六研究所高級(jí)工程師馬群,,目前在圓環(huán)陣主要做設(shè)備研發(fā)工作,。據(jù)她介紹,在圓環(huán)陣的工作要求非常高,,由于當(dāng)?shù)貢円箿夭畲?,需要做很多溫控工作,尤其是在技術(shù)上,,需要克服很多難題,。
在圓環(huán)陣?yán)飳?shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步,獲得實(shí)驗(yàn)成功,,靠的不是運(yùn)氣,。反復(fù)實(shí)驗(yàn),多次失敗,,都是很常見(jiàn)的事情,。“在實(shí)驗(yàn)里,,需要不斷摸索,,不斷優(yōu)化參數(shù)。我們會(huì)先在實(shí)驗(yàn)室模擬現(xiàn)場(chǎng),,再去現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),,最終得到較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果?!瘪R群說(shuō),,現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境變化,尤其是風(fēng)速,、熱量等因素,,在設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)階段,就會(huì)考慮在內(nèi),。
來(lái)到圓環(huán)陣的科研人員,,有的來(lái)自北京,,也有的來(lái)自合肥。他們一般要在這里至少待一個(gè)月,,進(jìn)而獲得更接近自然環(huán)境的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,。在此期間,他們面對(duì)的困難,,不僅有科學(xué)研究上的,,也有不少身體和生活上的。
中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心助理工程師呂旭寧,,是一位參與圓環(huán)陣科研項(xiàng)目的年輕女性,。她今年7月研究生畢業(yè),,雖然工作不久,,但這已經(jīng)是她第3次來(lái)稻城的圓環(huán)陣了。之前兩次來(lái),,她都有強(qiáng)烈的高原反應(yīng),,這次來(lái)稻城,才勉強(qiáng)有些適應(yīng),。她有時(shí)需要在北京的實(shí)驗(yàn)室里工作,,有時(shí)就得來(lái)稻城。
“我在這里的主要任務(wù)是數(shù)據(jù)分析,,雖然在北京也能做實(shí)驗(yàn),,但在圓環(huán)陣的現(xiàn)場(chǎng),可以更好地與團(tuán)隊(duì)成員溝通,,獲得更好的科研成果,。”呂旭寧告訴中青報(bào)·中青網(wǎng)記者,,她目前還處于“邊學(xué)邊做”的狀態(tài),,感覺(jué)這里的科研氛圍很好,自己有時(shí)遇到技術(shù)上的難題,,請(qǐng)教團(tuán)隊(duì)里經(jīng)驗(yàn)豐富的老師后,,都能解決問(wèn)題,這樣會(huì)很有收獲,。
已有幾十位年輕人陸續(xù)來(lái)到圓環(huán)陣,,堅(jiān)守在科學(xué)實(shí)驗(yàn)的“第一線(xiàn)”。對(duì)他們來(lái)說(shuō),,在科研事業(yè)與生活習(xí)慣產(chǎn)生沖突時(shí),,難免要有一些自我的犧牲。比如,,很多人關(guān)心的吃飯問(wèn)題,,就無(wú)法像在大城市里那么“隨意”,。科研團(tuán)隊(duì)的午餐,,一般就是“吃盒飯”,,而晚餐時(shí)間則不固定,有時(shí)很晚才吃飯,,需要完成當(dāng)天任務(wù)才能“下山”——到稻城縣城里吃晚餐,。
不過(guò),并沒(méi)有人因此而半途而廢,,能夠來(lái)到圓環(huán)陣的年輕人,,并不只是為了完成一些工作任務(wù),他們的心中還有更崇高的夢(mèng)想,。
在科研團(tuán)隊(duì)里,,不論是“老帶新”,還是新人之間的相互交流,,都讓年輕的科學(xué)家們獲得了難得的體驗(yàn),。他們不僅會(huì)有科學(xué)上的開(kāi)拓進(jìn)取,也擁有了獨(dú)特的生命體驗(yàn),。圓環(huán)陣正在成為我國(guó)太陽(yáng)監(jiān)測(cè)與天文研究領(lǐng)域的重要利器,,放眼未來(lái),將會(huì)有更多的年輕人匯聚在“千眼天珠”之地,,為國(guó)家的空間科學(xué)事業(yè)添磚加瓦,。
9月底的稻城已經(jīng)微寒,行走于高原群山之中,,更是常有冷風(fēng)拂面,。然而,在圓環(huán)陣?yán)?,年輕科研人員的生命熱量卻在不斷播散,、升騰。高懸于天的太陽(yáng),,也見(jiàn)證著這一刻:青春的芬芳,,正在313朵“向日葵”之間,翩然飄灑,,四處彌漫,。
(編輯:映雪)
