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65米射电望远镜系统研制

上海65米射电望远镜系统是中国科学院和上海市于2008年10月底联合立项的重大合作项目,由中国科学院、上海市政府和我国探月工程专项共同出资建造的具有多种科学用途的65米口径全方位可动的大型射电望远镜。该射电望远镜建在上海天文台松江佘山基地,由中国科学院上海天文台负责运行。

上海65米射电望远镜于2009年12月29日奠基,2010年3月19日开始现场建设,2012年10月28日正式落成。

该射电望远镜采用修正型卡塞格伦天线,口径为65米,高度70米,重约2700吨,坐落在采用无缝焊接技术全焊接而成的直径为42米的方位轨道,能在方位和俯仰两个方向转动以高精度指向需要观测的天体和航天器,最高指向精度要求优于3角秒。

天线的主反射面面积为3780平方米,由14圈共1008块高精度实面板拼装成,每块面板单元精度达到0.1 mm,代表了国内大尺度高精度面板设计与制造技术的最高水平。

主反射面的安装采用了国内尚属首创的主动面技术,在面板与天线背架结构的连接处安装了1104台促动器,以补偿跟踪观测中重力引起的反射面变形,提高高频观测的天线接收效率。

在国内首次采用了全轨道焊接技术,精密加工成的重达6吨的单根轨道平面度达到0.1mm,在解决了轨道焊接变形等多项技术难题后,使得一条由30段焊接而成的直径为42米的轨道整体平面度满足0.5mm要求,为保证天线轴系精度奠定了基础。

上海65米射电望远镜可工作在L、S、C、X、Ku、K、Ka和Q波段,其中S/X、X/Ka为双频同时观测,工作波长从最长21厘米到最短7毫米共八个频段,涵盖了开展射电天文观测的全部厘米波波段和部分长毫米波波段,工作波段的切换除了L波段是通过副反射面偏转来实现的外,其它均由一个机械转盘的快速旋转完成。在所 有波段均将配备高灵敏度制冷接收机,先期投入工作的四个低频波段接收机各有特 色,L 波段接收机的500MHz 观测带宽国内领先;S/X 双频接收机是国内唯一的双频双 极化致冷接收机;而C 波段接收机实现了4-8GHz 的倍频程的宽带观测。

2012 年10 月26 日,上海65 米射电望远镜成功在18 厘米波段开展了首次试观 测。2012 年11 月28 日,成功检测到与上海佘山25 米的单基线干涉条纹。2012 年 12 月13 日,参与并成功完成嫦娥二号卫星在深空约700 万公里飞越小行星"图塔蒂 斯"成像探测再拓展任务。项目目前正处于紧张的电调和试运行阶段。

上海65 米射电望远镜将在嫦娥探月工程中发挥重要作用,执行探月工程二期和 三期的VLBI 测轨和定位任务,以及今后我国各项深空探测任务,逐步建成国际先进 水平的深空探测地面站,为更好地满足国家的战略需求做好储备。同时该望远镜还 将在天文学研究、人才培养中发挥重要作用,提升我国射电天文研究的国际地位。


2012年10月28日,上海65米射电望远镜落成。