上海65米射電望遠鏡“天馬”獲得2018年上海市科技進步特等獎。5月15日，澎湃新聞（m.xinlihui.cn）記者從中科院上海天文臺獲悉這一消息。

自2012年建成以來，天馬望遠鏡已成為中國主力測站，取得了多項天文觀測成果。2019年4月10日，全球首張黑洞M87影像對外公布，天馬望遠鏡便參與了其中部分協(xié)同觀測任務，觀測參數(shù)作為重要參考，寫入了當期刊發(fā)在《天體物理學雜志通訊》的六篇論文當中。

多年來，它更為中國深空探測帶來許多突破。包括完成嫦娥二號、三號、探月三期飛行試驗器VLBI測定軌任務，在嫦娥四號的VLBI測定軌及中繼星天線在軌標定任務中，做出關鍵貢獻。

“天馬的綜合性能指標，在同類型望遠鏡中排世界前三名，大幅提升了我國射電天文觀測能力和執(zhí)行國家任務的能力?！敝锌圃荷虾Ｌ煳呐_臺長沈志強評價稱，天馬的總體性能僅次于美國的110米射電望遠鏡和德國的100米射電望遠鏡。

總體性能排世界前三

天馬望遠鏡位于上海松江佘山腳下，高70多米，重2640多噸，遠遠看去，像一口巨大的白色“鍋”。它是一臺全方位可轉動的望遠鏡，硬件和軟件系統(tǒng)均實現(xiàn)了多項自主創(chuàng)新。

“左右方位可以實現(xiàn)360度轉動，上下俯仰可以從8度轉到89度，這使它基本上對地平線以上所有的觀測目標，都可以實現(xiàn)跟蹤觀測?！碧祚R望遠鏡副總工程師李斌對記者描述其技術特點。

這種大型射電望遠鏡，是深空探測器導航和天文學研究等領域的關鍵基礎設施，代表著一個國家的綜合創(chuàng)新能力，中國為此做了長久的努力。

2008年，中科院、上海市和探月工程聯(lián)合出資，由上海天文臺負責開始研制世界級大型射電望遠鏡系統(tǒng)即上海65米射電望遠鏡“天馬”。

正式立項后，它經(jīng)歷了幾個重要時間節(jié)點。2009年12月29日奠基，2010年3月19日開始現(xiàn)場建設，2012年10月28日落成，但這只標志著望遠鏡工程建設任務的初步完成。直至2017年10月27日，天馬望遠鏡各個硬件和軟件系統(tǒng)通過總體驗收。

“天馬望遠鏡攻克了眾多國際高精尖技術難題，如大型高精度天線、主反射面主動調(diào)整系統(tǒng)等”，沈志強說，作為全可動大型射電望遠鏡系統(tǒng)，“天馬”實現(xiàn)了3角秒的高精度指向，以及在1.2-50GHz（工作波長為25cm到6mm）8個波段任意仰角好于50%的高效率。

他稱，天馬望遠鏡的建成和驗收，標志著中國完全掌握了大型射電望遠鏡研發(fā)的核心技術。與世界其他同類先進望遠鏡系統(tǒng)相比，“天馬”的總體性能僅次于美國的110米射電望遠鏡和德國的100米射電望遠鏡。

月球和火星的探測“神器”

近年來，天馬望遠鏡作為中國天文領域一把“神器”，頻頻與重大國家項目一同見諸報端。

2019年1月24日，500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）與天馬望遠鏡首次成功實現(xiàn)聯(lián)合觀測，獲得甚長基線干涉測量（VLBI）干涉條紋。

這一消息披露之后，不少天文學家們感嘆，F(xiàn)AST是世界上最大的單口徑射電望遠鏡，而天馬望遠鏡則是國內(nèi)最大的全可動射電望遠鏡，兩臺望遠鏡聯(lián)合觀測成功的意義重大，有望把中國VLBI網(wǎng)在L波段的靈敏度水平提升至世界領先水平，有助于科學家們開展高靈敏度、高分辨率的射電天文觀測。

在此之前，天馬望遠鏡已經(jīng)幫助中國在月球和深空探測器測軌領域?qū)崿F(xiàn)多個突破，作為主力測站，為嫦娥三號和四號的成功做出了突出貢獻。

“天馬望遠鏡以1米的精度實現(xiàn)了月球車相對位置的測量?！碧祚R望遠鏡總工程師劉慶會，在2014年嫦娥五號飛行試驗器的VLBI測定軌任務完成后說，中國VLBI觀測網(wǎng)的靈敏度由此提高至2.6倍以上，時延測量誤差由嫦娥二號時的1.77納秒降至0.67納秒。

2018年12月，嫦娥四號月球探測器在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，天馬望遠鏡承擔了它的中繼衛(wèi)星“鵲橋”的天線在軌指向標定工作。

“我們通過接收衛(wèi)星信號、河外射電源互相交叉觀測的校準，并對電離層等誤差予以修正，可以精準定位衛(wèi)星的空間位置?！辨隙鹚奶朧LBI測軌分系統(tǒng)總指揮洪曉瑜介紹，從天馬望遠鏡接收數(shù)據(jù)，到位于佘山科技園的指揮中心處理、計算結果，只需不到1分鐘，這比早年嫦娥一號、二號時的速率提升了十多倍。

今后數(shù)年內(nèi)，天馬望遠鏡將繼續(xù)服務嫦娥五號、火星探測器、探月四期（中國的月球極區(qū)探測計劃）、小行星探測等的測定軌任務。

未來服務全球科學家

2014年開始，天馬望遠鏡對國內(nèi)研究人員開放。如今它一年的運行時間約為7000多個小時，開放時間大約1300小時。

目前，中國天文學者利用“天馬”已成功開展了譜線、脈沖星和VLBI的射電天文觀測。具體來說，包括探測到“長碳鏈分子HC7N”在內(nèi)的許多重要分子的發(fā)射，還包括“北天周期最短毫秒脈沖星”在內(nèi)的一批脈沖星，發(fā)現(xiàn)了研究熱點“銀心磁星”具有周期躍變現(xiàn)象等諸多觀測成果。

“我們的觀測會根據(jù)科學家們的申請規(guī)劃日程，同時設定觀測任務的優(yōu)先級?！碧祚R望遠鏡副總工程師李斌向澎湃新聞介紹，根據(jù)科學家們的研究計劃，天上的許多星體，包括地球外部的各類航天器，都是“天馬”能夠跟蹤觀測的目標。

他介紹，目前“天馬”觀測列表的運作由軟件自動運行，開展觀測的科學家可以遠程監(jiān)視望遠鏡進行自己的觀測。

“去年有效開放時間是1300小時，主要給國內(nèi)各個科研機構科學家，”李斌說，這些科學家來自國內(nèi)各地天文臺以及大學等單位，20多家單位的50多名科學家已利用“天馬”開展過觀測。

他稱，現(xiàn)在每年這臺望遠鏡的開放時間仍在遞增。目前國外科學家可以通過與國內(nèi)科學家合作申請觀測，未來還會進一步向全球各地科學家開放申請。