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我國建成“太陽系氣象站”,三站點橫跨200公里,視野覆蓋全天區


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2024年8月09日 -
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作者:科普大世界

觀察地球天氣情況有氣象站,那麼觀察太陽系空間天氣情況用什麼呢?現在我們有IPS望遠鏡了。

據新華網等媒體5月10日報道,我國自主研制的行星際閃爍監測望遠鏡(IPS望遠鏡)順利通過了工藝測試,標志著這台具有劃時代意義的射電望遠鏡正式建成,並將開始監測太陽系行星際空間情況。

IPS望遠鏡,作為我國首台專門用於行星際閃爍觀測的射電望遠鏡,它就像是一座專門的“太陽系氣象站”,其誕生不僅彰顯了我國在空間科學領域的強大實力,更為我們探索太陽系空間天氣提供了強有力的工具。它采用一座主站、兩座輔站的協同聯測方式,三座台站分別位於內蒙古錫林郭勒盟的明安圖主站、伊和高勒輔站、烏日根塔拉輔站。這種布局使得三座台站之間的兩兩連線近似組成等邊三角形,站與站間橫跨了200公裏,從而實現了對廣闊天區的全面覆蓋。

主站作為IPS望遠鏡的核心,擁有目前我國最大的拋物柱面射電望遠鏡。它由三排長140米、寬40米的拋物柱面天線組成,占地面積達1.68萬平方米,由於是拋物柱面,實際上它的信號接收面積更大。

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IPS望遠鏡的天線口徑、噪聲溫度、探測靈敏度均處於國際領先水平。這樣的設計使得IPS望遠鏡能夠在327兆赫茲、654兆赫茲及1400兆赫茲3個頻段上實現宇宙極弱瞬變射電信號的高靈敏度捕捉。

該望遠鏡由中國科學院國家空間科學中心牽頭,聯合中國電子科技集團公司等多家單位共同建設,是一項集科技智慧與創新精神於一體的重大科技基礎設施。

太陽系中充斥著太陽風,是因為太陽上層大氣會源源不斷地射出等離子體帶電粒子流,這些等離子氣團從太陽表面吹向四面八方,速度可達每秒300~1000公裏,奔向行星際空間,所以要對空間天氣的科學研究和業務預報,就離不開對太陽風的精准觀測。

通過捕捉太陽風的流動,科學家可以通過它的數據分析太陽系內廣闊的行星際空間“晴雨表”。

比如時下太陽正在爆發的太陽黑子群噴發耀斑現象,給地球帶來了G5級的特大級別地磁暴,一些中低緯度地區甚至都能看到極光現象。其實地磁暴就屬於太陽系空間天氣的一種,特別強的地磁暴有可能對人的健康狀況造成影響,有可能會破壞電力系統,對對外空間運行的衛星等航天器的破壞性更大,所以了解太陽系空間天氣狀況也是很有必要的。

IPS望遠鏡的建成也並不容易,它離不開其獨特的系統設計和先進的技術支撐。它的先進之處不僅在於其強大的硬件支持,更在於其獨特的觀測技術和數據處理能力。它采用東、西機械掃描與南、北電掃描的混合設計,結合相控陣饋源數字多波束接收技術,實現了寬視場和大天區的連續覆蓋。

同時,項目建設團隊還突破了巨型可動拋物柱面天線的高精度同步控制、數字混合波束合成架構下的高穩定性幅相接收等核心關鍵技術,為IPS望遠鏡的精確觀測提供了有力保障。

那麼,IPS望遠鏡對太陽系空間天氣的觀測能力究竟如何呢?首先,它通過探測天文致密源的射電輻射,能夠感知太陽風湍流引起的流量閃爍信號。這些信號是太陽系空間天氣變化的重要指示器,對於預測和防範空間天氣災害具有重要意義。

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其次,IPS望遠鏡還能夠遙測行星際太陽風的徑向速度和密度變化,為我們揭示太陽風在行星際空間的傳播規律提供了重要數據支持。

IPS望遠鏡的建成和投入使用,將極大地提升我國在空間天氣領域的觀測和研究能力。它將為我們提供更加全面、准確的空間天氣數據,為我國的空間科學研究、空間環境監測和空間天氣預報提供有力支撐。

消息來源:新華網5月11日報道《我國首台專用於行星際閃爍監測的望遠鏡正式建成》

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