長白山望遠鏡站址。圖片由採訪對象提供

  記者黃海華

  你可知我國最東邊的射電望遠鏡在哪裡？自2012年上海65米口徑天馬望遠鏡落成，它成為地處我國最東部的射電望遠鏡。不過，昨天正式啟動建設的中國科學院上海天文臺長白山40米口徑射電望遠鏡，預計2024年底前具備初步觀測能力，届時，它將取而代之，成為矗立在我國最東方的射電望遠鏡。

  這臺望遠鏡位於吉林省長白山保護開發區池西區管委會馬鞍山林場內，是一架全可動、高精度的射電望遠鏡，將承擔探月工程四期和深空探測任務，促進我國射電天文科學觀測研究發展。

  陞級中國VLBI網

  就在上個月，上海天文臺日喀則40米口徑射電望遠鏡在西藏日喀則開工建設。如此緊鑼密鼓，其實是為了同一件大事——陞級中國VLBI（甚長基線干涉量測）網。

  VLBI，是射電天文學的一個里程碑科技。一架望遠鏡的分辯率有限，利用多架射電望遠鏡聯合接收同一天體的無線電波訊號，就等效於一架單口徑射電望遠鏡。望遠鏡之間的距離（基線）越長，所形成的虛擬望遠鏡的等效口徑就越大，靈敏度和空間分辯率也越高。

  現時，中國VLBI網由上海65米口徑天馬望遠鏡、北京密雲50米口徑望遠鏡、雲南昆明40米口徑望遠鏡、烏魯木齊南山26米口徑望遠鏡和上海VLBI資料處理中心構成，已圓滿完成“嫦娥”探月工程一期至三期以及“天問一號”火星探測的VLBI測定軌任務。探月工程首任總設計師孫家棟曾經評估“VLBI科技的加入，使我國探月工程至少提前了五年”。

  為滿足後續月球與深空探測的需求，陞級我國的VLBI網勢在必行。一個VLBI網的最小組網配寘是3臺望遠鏡，為具備“雙子網、雙目標”能力，上海天文臺提出在吉林長白山和西藏日喀則新建兩臺40米口徑的射電望遠鏡。

  如何增大我國VLBI網這一虛擬望遠鏡的等效口徑，是陞級過程中需要考慮的一個重要因素，即拉長兩個望遠鏡之間的距離。地處我國西南的日喀則與東北的長白山兩臺望遠鏡建成後，其最長基線約3800公里，超過原有上海和烏魯木齊之間約3200公里的基線，最大角分辯率將提升18%。與此同時，長白山望遠鏡更靠近我國版圖東側，相比上海天馬望遠鏡的經度位置向東新增了6.6度，將提前26分鐘捕獲到深空目標。

  望遠鏡採用整體保溫科技

  “長白山望遠鏡的觀測頻譜，從700M赫茲到50G赫茲連續覆蓋，且具備陞級到86G赫茲的觀測潜力，這在國際上也比較少見。”上海天文臺射電天文與科技研究室研究員李斌告訴記者，未來計畫配備7個波段高靈敏度致冷接收機，可以在低頻和高頻同時觀測多個衛星，最高指向精度5角秒。

  這幾年為了望遠鏡的選址和建設，李斌差不多每年要去10次長白山，10多個林場幾乎跑遍了。

  對於望遠鏡而言，長白山海拔995米，高度適宜。“這裡就是一個大的森林，種植了許多的紅松、白樺林，自然風貌非常好，少有灾害性天氣。冬季氣候乾燥，多為晴天，尤其適合開展高頻段觀測。”

  “望遠鏡往東距離天池還有25公里，往西距離松江河鎮45公里，方圓3公里沒有常住人口，無線電環境也非常適合觀測。”李斌說。

  長白山的冬季漫長，每年10月開始下雪，氣溫最低可以達到零下40℃。望遠鏡會被“凍壞”嗎？冰雪覆蓋天線怎麼辦？

  據介紹，為確保望遠鏡在嚴寒中正常運行，採用整體保溫科技，面板下邊沿有加熱器，主反射體背架則用保溫材料包裹，就連望遠鏡的天線也將採用特製的鋼材和油漆。設計人員利用壓縮機散發的熱量，再用於保溫，也是國內外獨創的科技。