《上海65米射电望远镜系统研制》

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该项目属于射电天文导航系统。

大型射电望远镜是深空探测器导航、天体物理、天体测量等领域的关键基础设施,代表了国家的综合创新能力。中国科学院上海天文台负责研发的屹立在松江佘山脚下的上海65米射电望远镜系统(又称为天马望远镜)是国家重大科技专项探月工程重大设备、中科院和上海市院市合作重大项目、上海市重大工程。建设大型射电望远镜,需要攻克高精度指向、高接收效率、低温宽频带接收、复杂灵活控制、综合性能测试和模型建立等一系列技术难题。项目组克服各种技术难关,高质量完成了中国首个大型射电望远镜系统的研发,实现了中国建设世界级大型射电望远镜的目标。综合性能指标在同类型望远镜中位列世界前三名,大幅提升了中国射电天文观测能力和执行国家任务的能力。取得的主要技术创新内容如下:

1.攻克了大型高精度天线、主反射面主动调整系统、致冷接收机、控制软件系统、综合测试和模型建立等关键技术,首次建成了性能先进功能齐全的全可动大型射电望远镜系统,实现了3角秒的高精度指向,1.2-50GHz八个波段任意仰角好于50%的高效率。整体性能位列世界前三名,使中国完全掌握了大型射电望远镜研发核心技术。

2.研发了国内第一套大型射电望远镜主反射面主动调整系统,在中国首次综合利用相位参考全息和相位恢复全息测量技术;在中国大型射电望远镜天线中首次采用了高精度焊接环型整体轨道设计与制造技术和六杆并联机构副反射面调整技术;在中国首次综合利用相位参考全息和相位恢复全息测量技术,实现了高精度测量主反射面的重力形变和副反射面的位姿变化,并构建了其修正模型,实现了高精度的大型望远镜天线。

3.该望远镜成为了中国月球和深空探测器测轨定位的国之重器,为嫦娥三号的成功做出了突出贡献。大幅提升了中国参加国际VLBI观测和射电天文观测能力,运行早期就取得一系列原创性观测成果。

该望远镜的研发和应用中,获得授权专利33项,论文发表143篇,培养博士生15名,硕士生31名。

以“亚洲第一射电望远镜建成”入选了2012年中国十大科技进展新闻、2012年度国防科技工业十大新闻、2012年上海十大科技进展第一名和2012年度十大天文科技进展等,产生了重大社会影响。

该望远镜作为主力测站成功完成了2012年嫦娥二号扩展、2013年嫦娥三号及2014年再入返回飞行试验器测定轨任务,做出了突出贡献。将继续参加嫦娥四号、五号、火星探测器及后续探月和深空探测器测定轨任务。该望远镜作为欧洲VLBI网、国际测地网、东亚VLBI网的一个高灵敏度测站,多次被选为基准参考测站,大幅提升了各网科学探测灵敏度。年运行时间现已达8千多小时,其中观测时间5千多小时。已实现了对外开放,成功开展了谱线、脉冲星等射电天文观测,取得了一系列原创性科学成果。

成果说明

上海65米射电望远镜已先后圆满完成了2012年的嫦娥二号扩展任务、2013年的嫦娥三号任务以及2014年的探月三期再入返回飞行试验器的 VLBI 测定轨任务。上海65米射电望远镜性能优异,运行稳定,极大提高了中国 VLBI 网的测定轨能力和探测器测定轨精度,成为国之重器。 在嫦娥三号中,上海65米射电望远镜代替原来的25米射电望远镜,基线灵敏度提高约8倍,大幅提高了 VLBI 网的测量能力,最终将着陆器定位精度提高到50米,比原计划提高了20倍。同时,上海65米射电望远镜对月球车微弱的遥测信号也成功进行了

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