為嫦娥四號在月球背面軟著陸做出了貢獻，天馬望遠鏡獲上海市科技進步特等獎

還記得那張像甜甜圈的黑洞照片嗎？上海65米射電望遠鏡雖然沒有參加直接觀測，但其主導的東亞VLBI網，在其他頻率開展了長期跟蹤協同觀測，這一觀測結果被寫入了首張黑洞照片的相關論文。上海65米射電望遠鏡的綜合性能指標，目前在同類型望遠鏡中位列世界前三，為我國的探月工程和深空探測提供了有力支撐。在今天（5月15日）舉行的上海市科技獎勵大會上，該項目榮獲2018年度上海市科技進步特等獎。

自主創新攻克了40多項關鍵技術

地處佘山腳下的上海65米射電望遠鏡，還有一個更詩意的名字——天馬望遠鏡。

1932年，來自銀河系中心的射電輻射被首次發現，從而打開了人類觀測宇宙的新窗口。迄今為止，12項授予天文學的諾貝爾物理獎中就有6項來自射電天文學的貢獻。2006年時，我國先後建設了口徑為25米至50米等4面射電望遠鏡，它們與上海VLBI(甚長基線干涉測量)中心一起圓滿完成了嫦娥一號精密測定軌任務，但與國際先進水平相比，這些射電望遠鏡口徑小、觀測頻率低，嚴重製約了未來執行國家深空探測任務和開展射電天文觀測的研究能力。

美國貝爾實驗室工程師央斯基的「旋轉木馬」天線，首次捕捉到了來自銀河系中心的射電輻射

帶著眾多的期待，天馬望遠鏡創造了「中國速度」，把大型望遠鏡的現場建設周期由通常的6年縮短至3年，於2012年10月28日落成，其工作波長從最長21厘米到最短7毫米共8個波段，是我國第一台性能先進、功能齊全、全方位可轉動的大型射電望遠鏡系統。

中科院上海天文台聯合中國電科54所、上海交通大學、中國電科16所等單位，自主創新攻克了40多項關鍵技術。他們研發了國內首套大型射電望遠鏡主反射面主動調整系統，故障率僅為0.3%，相對於國際同類系統可靠性首屈一指。「最初設定的目標是，測量精度誤差要小於0.3毫米，實際控制在了0.28毫米。」天馬望遠鏡首席科學家、上海天文台台長沈志強說，天馬望遠鏡所有技術指標均滿足或優於任務書中技術指標要求，實現了建設世界級大型射電望遠鏡的目標。隨著觀測目標的東升西落，天線姿態會發生變化，在不同高度重力作用下，就會發生變形。令人叫絕的是，1104個促動器實現了對1008塊主反射面板重力形變的實時調整補償，定位精度達到15微米，只有頭髮絲的一半，使天線保持標準的拋物面形狀，確保了天馬望遠鏡即使在其最高工作頻率（Q波段；43 GHz）的觀測效率在各個仰角都達到50%以上，達到國際先進水平。

天馬望遠鏡綜合發展了5項創新性技術，實現了3角秒高精度指向（3角秒即1200分之一度），達到國際領先水平。研發人員在國內首次採用了無縫軌道焊接技術，焊接後軌道整體平面度達到0.46毫米，不僅提高了軌道精度和承載力，而且延長了軌道、滾輪以及地基的使用壽命。

為實現月球背面軟著陸探測，做出不可替代貢獻

「執行嫦娥一號任務時，我國的VLBI測軌分系統處理數據需要10分鐘，去年執行嫦娥四號任務時不僅每5秒鐘打包數據一次，還能在30秒之內完成數據處理。」嫦娥四號VLBI測軌分系統總指揮、上海天文台原台長洪曉瑜介紹，天馬望遠鏡成為解決中繼星「鵲橋」天線在軌標定技術難題的唯一地面測站，為世界上首次實現月球背面軟著陸探測，做出了不可替代的貢獻。

天馬望遠鏡已先後圓滿完成了2012年的嫦娥二號擴展任務、2013年的嫦娥三號任務、2014年的探月三期再入返回飛行試驗器以及2018年嫦娥四號（包括中繼星）VLBI測定軌任務。未來，還將成為後續嫦娥系列、火星探測器等測定軌任務的核心設備。作為目前國內VLBI台站中唯一具備43GHz觀測能力的天馬望遠鏡，加入東亞VLBI網後，使其成圖質量提高53%，在黑洞等緻密天體研究中發揮了關鍵作用。自2015年成為歐洲VLBI網成員後，由於其超高靈敏度，天馬望遠鏡多次被選為基準參考測站。

至今，天馬望遠鏡在脈衝星和譜線射電天文研究中已取得一系列原創性成果。早在運行初期，天馬望遠鏡就成功捕捉到了銀河系中心黑洞附近磁星的射電爆發。宇宙中僅有四顆已知磁星具有射電輻射，這為磁星的研究提供了重要觀測結果；乙醇醛和乙二醇，都是非常重要的複雜有機分子，與地球上的生命起源息息相關，之前僅在少數幾個原恆星、熱核以及彗星中被探測到。天馬望遠鏡對銀河系中心巨分子雲人馬座B2進行了高靈敏度成圖，發現這兩個分子的空間分布非常延展，尺度達100光年，其中乙醇醛分子的總質量約是地球質量的1萬倍，這為銀河系中心存在豐富的複雜有機分子提供了直接證據；碳是宇宙中含量最豐富的元素之一，在星際冷暗雲核中，碳主要以碳鏈分子的形式存在，是研究恆星形成的重要化學探針。天馬望遠鏡在巨蛇座分子雲複合體中的一個雲核，探測到了豐富的長碳鏈分子，其中9條躍遷線是第一次被探測到，有2條精細結構線則是首次被分解開。

年輕人迅速成長，獨當一面

「由於人數限制，只有30個人位列獲獎名單，但其實僅上海天文台先後就有80多人參與其中。」沈志強說。天馬望遠鏡是一個全新的挑戰，很多東西都是邊學邊做，許多人每天從市區趕到佘山，也不叫累。

天馬望遠鏡首席科學家、上海天文台台長沈志強

在這個過程中，年輕人迅速成長，獨當一面。為精確測量天馬望遠鏡主反射面的重力形變，技術人員在國內首次綜合利用了相位參考全息測量技術，正高級工程師王錦清參與天馬望遠鏡的建設時正值30歲，「之前只能查看國外的資料才了解相關技術，現在我們掌握了一套較為成熟的大型射電望遠鏡測量和調試方法，雖然投入了大量精力，反覆思考和試驗，但每解決一個問題都有很大的滿足感，也就不怎麼覺得累。」去年11月，大型國際項目平方公里陣列射電望遠鏡（簡稱SKA）的工作人員，前來中國測量SKA的樣機天線，由於他們攜帶的測量設備不穩定，後來找到了王錦清，他帶著給天馬望遠鏡開發的測量設備順利完成了任務。SKA總幹事為此寫信感謝，並希望王錦清未來能繼續參與SKA的工作。

天馬望遠鏡是一個科學工程，科學目標和工程指標有時會發生衝突，最讓上海天文台科研人員感動的是，他們總是希望能夠做得再好一些，未來能有更多的科學發現，而建設方也認同接受了這一理念。在與中國電科54所、上海交通大學等單位合作的過程中，大家心往一處想，共同攻堅克難。

天馬望遠鏡如今成為國之重器，這與立項之初的眼光和勇氣分不開。「這個項目作為中科院和上海市合作項目，市科委和市發改委都給予了大力支持，解決了許多難題，比如土地置換等，還納入到上海市重大項目中。」洪曉瑜說，天馬望遠鏡能夠建在上海，也是一種幸運。

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