澳大利亞和南非將共享平方公里陣列望遠鏡

根據拆分方案,南非最終將接收該專案 3,000 個碟形天線中的大部分,而澳大利亞將負責低頻射電天線

作者:Geoff Brumfiel,來自自然雜誌

世界最大射電望遠鏡的選址之爭以平局告終。

南非和澳大利亞將共同建設平方公里陣列(SKA),這是一個耗資 15 億歐元(19 億美元)的專案,由 3,000 個 15 米寬的碟形天線和數量更多的簡單天線組成。該決定是在荷蘭阿姆斯特丹郊外的一次會議上宣佈的,此前 SKA 國際董事會進行了投票。


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根據協議條款,拆分方案最終將使南非接收該專案 3,000 個碟形天線中的大部分,而澳大利亞將負責低頻射電天線。

“科學是贏家,”SKA 董事會主席約翰·沃默斯利說。沃默斯利表示,透過在兩國現有的試點專案基礎上進行建設,SKA 將變得更加強大。

澳大利亞和南非的官員對這一訊息反應熱烈。“我認為這是一個極好的決定,”澳大利亞聯邦科學與工業研究組織天文學和空間科學主管菲利普·戴蒙德說。“我們對此真的非常高興,”南非科技部總幹事菲利普·姆瓦拉補充道。

該望遠鏡預計於 2024 年左右完工,屆時它將能夠對宇宙中第一批恆星和星系開始形成的時期進行成像。它的靈敏度將是當前儀器的 50 倍,並且能夠探測到來自附近恆星的電視訊號。

在爭奪專案主辦權的過程中,南非一直與澳大利亞和紐西蘭展開激烈競爭。今年 3 月,在對兩個選址的科學評估中,南非險勝。科學小組的決定結果尚未公開,但據信,南非偏遠北部地區選址的低建設成本和高海拔是其勝出的優勢。澳大利亞和紐西蘭則辯稱,他們在西澳大利亞的選址將擁有更好的基礎設施和更低的保險成本。

在專案的兩個階段,拆分方案會有所不同。戴蒙德表示,在第一階段,南非將在其現有的 MeerKAT 陣列中增加 190 個碟形天線。澳大利亞將在其澳大利亞 SKA 探路者專案中增加 60 個碟形天線,並增加大量全向偶極天線。這將使澳大利亞的選址具有廣域巡天能力,而南非則能夠深入觀測天空的狹窄區域。

在第二階段,剩餘的碟形天線將在南非組裝,同時還有中頻孔徑陣列。全部的偶極天線將運往澳大利亞。

拆分選址在政治上是權宜之計,但這不一定便宜,也不容易。SKA 的數千個單元中的每一個都將每秒傳輸數千兆位元組的資料。這些資料將透過一個相關器,該相關器將它們組裝成單個影像,然後進行進一步處理。因此,這兩個遠端站點都需要高速網路和強大的超級計算機,以及道路和建築物。這種冗餘可能會大大增加專案的成本。

沃默斯利表示,在第一階段,成本不會超過最初預計的 3.5 億歐元的 10%。每個國家都已經在其各自的試點專案中投資了約 1.5 億美元,董事會認為,這些專案將提供的額外能力使額外的投資物有所值。“這可能在政治上是權宜之計,但它也是科學驅動的,”沃默斯利說。

專案第二階段的成本似乎不太確定。“因為我們還沒有第二階段的詳細設計,所以幾乎不可能估算成本,”戴蒙德說。不過,他仍然樂觀地認為,額外的成本可以保持在較低水平,因為計算和網路資源相對便宜。

隨著選址問題的解決,SKA 組織將不得不將注意力轉向融資和最終設計。SKA 成員國可能不會直接提供資金,而是可能貢獻裝置和專業知識,戴蒙德表示,他們已經為建設前期階段貢獻了 9000 萬歐元。

“我們真的必須深入瞭解我們將要建造的細節,”他說。

預計將於 2016 年開始建設,首次觀測可能會在本十年末進行。

本文經自然雜誌許可轉載。該文章於 2012 年 5 月 25 日首次發表

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