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中国科学院国家天文台密云射电天文观测基地

密云射电天文观测基地是中国科学院国家天文观测中心的重要观测基地之一 ,始建于1966年,已于1985年正式投入使用,位于密云水库北岸的不老屯村南,占地51135平方米,曾建设有太阳多天线干涉仪、米波综合孔径等望远镜设备,进行射电波段的太阳活动、银河系射电星普查、行星际闪烁等方面科学研究。密云工作站以米波射电天文为主要研究方向,以发展米波高空间分辨率设备及观测为目标。

密云射电天文观测基地,1974年由于450兆赫2×16射电复合干涉仪研制成功,获得中国科学院星重大科技成果奖。1984年,密云米波综合孔径射电望远镜研制成功,通过院级鉴定,获国家科学技术进步奖二等奖。1989年,密云米波综合孔径射电望远镜图像处理系统及DA240天区的处理,获得中科院科技进步奖三等奖等诸多荣誉成就。

历史沿革

密云观测站是射电天文的主要观测基地,于1959年开始选址,1964年选定位于密云水库北岸的不老屯村南(东经747"53”.47,北纬40°33/23".84)为现在的密云射电天文观测基地。始建于1966年,由28面直径9米的抛物面射电天线组成的米波综合孔径射电天线阵,基线长1公里,已于1985年正式投入使用。

2004年中国正式开展月球探测工程,密云站成为重要的科学数据接收台站。现有50米、40米口径射电望远镜,执行探月工程及深空探测任务地面应用系统的数据接收和VLBI测定轨工作。

2005年,王启敏驻密云观测站十个月,帮助观测站完成了建造500米口径球面射电望远镜 50米整体模型工作。该模型开创了一种大射电望远镜结构的新模式;验证了望远镜索网结构的可行性,为FAST成功立项奠定了重要基础。

2009年4月8日,国防科工局系统一司卞志刚副司长、高军副处长等一行三人前往中科院对地观测中心密云接收站调研。此次调研重点是陆地卫星数据全国接收站网建设项目的进展及后续项目的准备情况。

2009年11月24日至26日,FAST工程在国家天文台召开了“FAST结构设计和实验研讨咨询会”。与会专家认真听取了500米口径球面射电望远镜工程近期工作报告,并重点对主动反射面的结构设计和优化、FAST风环境数值模拟、馈源支撑系统和接收机系统中的关键技术等问题进行了研讨。会前,专家们参观了密云观测站FAST模型样机。

2011年5月18日,新疆维吾尔自治区副主席靳诺一行来到中国科学院国家天文台总部,会见了台长严俊,党委书记、副台长刘晓群等国台领导。在严台长、刘书记和新疆天文台台长王娜等陪同下,靳诺副主席一行先后前往国家天文台密云观测站和兴隆观测站。

2012年5月11日至12日,中国科学院办公厅党支部组织全厅党员职工赴国家天文台密云观测站开展学习调研活动。办公厅党员职工认真听取了密云观测站总工程师张洪波关于国家天文台在我国“探月工程”“载人航天工程”“深空探测”中承担的科研任务与所做科研贡献的报告,以及“密云观测站历史”的介绍。随后,调研人员实地参观了实验室、50米射电天文观测用天线、米波综合孔径射电望远镜500米口径球面射电望远镜(FAST)缩比模型,并与专家进行了充分交流。

2012年7月16至18日,2012年全国天文教育研讨会在北京市密云区瑞海姆田园度假村召开,与会代表在会议期间进行了深入的学术交流和探讨,并参观了中国科学院国家天文台密云观测站。

基地布建

密云工作站占地51135平方米,规划为科研观测区(南区)及生活辅助区(北区)。科研观测区建有观测室、实验室、计算机室、配电房及工厂厂房等十余间。由于要求对观测设备的实时控制及大量的观测数据处理,计算机室配备了当时能采购到的最先进的NOVA3D型电子计算机。为保证观测中不受停电影响,专门配备了二套发电机组。生活辅助区建有职工宿舍十余间,外宾招待所、食库、车库、食堂、图书室、浴室、灯光球场等辅助设施。

重要设施

主要观测设备

密云观测基地历年来建成并投入使用的观测仪器设备主要有:工作频率为146兆赫,由16面直径为6米的抛物面天线组成的天线干涉仪;工作频率为450兆赫2×16射电复合干涉仪;数字化数据采集系统;二维傅里叶变换硬件;460兆赫4×16太阳射电复合干涉仪;由28面直径为9米的抛物面天线组成的工作频率为232兆赫的米波综合孔径射电望远镜;工作频率为327兆赫的米波综合孑L径射电望远镜等。

工作频率

射电天文学作为一个灵敏度极高的无源用户,在严重的频率干扰面前,选择工作频率尤为重要。米波射电干涉仪原设计工作频率为146兆赫,观测时受到了同频强干扰,致使无法正常工作。用场强仪在北京周边地区检测查找,疑为雷达干扰。与北京空军司令部联系,经双方对测证实为北京警戒雷达所致。北空对北京天文台射电工作非常支持,主动更换频率,确保了米波射电干涉仪得以正常工作。

米波综合孑L径射电望远镜最初设计工作频率为176兆赫,后因北京电视台(即现BTV一1)要求使用该频率,因当时电视台方面由于技术及布局等方面的原因,他们很难改动,经中国无线电管理委员会及当时的中央广播事业局和北京天文台三方协商,由中国无线电管理委员会发文确定北京天文台使用232兆赫频段。

密云50米天线

北京密云50米天线是为完成绕月探测工程任务和射电天文观测而建的天线系统,由中国电子科技集团有限公司54所研制。中国科学院所属的密云50米天线、昆明市40米天线、上海佘山国家森林公园25米天线以及乌鲁木齐市25米天线一起,组成中国较为完整的VLBI观测网络,开展天文观测和参加国际合作。密云50米天线,线高56米,总重680吨,由结构、馈源和伺服控制三部分组成。反射体包括背架和反射面,共有七环、432块面板,其中一至四环为实板面,半径为30米;五至七环为内径6.5cm的丝网面,径宽20米。

50米FAST模型

2006年,中国科学院国家天文台密云观测站50米FAST(500米口径球面射电望远镜)模型完成。模型的主要构成情况为:人造钢筋水泥洼坑、支撑钢结构圈梁、卷索机构、下拉索和主索网以及反射面单元。由于望远镜台址是在中国贵州天然喀斯特洼坑,对未来FAST建设,模型中的人造洼地和周边支撑圈梁不是必须的。在这一模型完成之后,将通过对脉冲星和中性氢的实验观测,演示FAST的各项关键技术,成为FAST进一步整体优化和初步设计的平台。模型建设得到国家自然科学基金会重点项目、中国科学院星重要方向性项目和国家天文台的经费支持。

国际合作

密云232兆赫米波综合孔径射电望远镜以及前期的多天线干涉仪在研制阶段得到了澳大利亚克里斯琴森教授的大力帮助。他于1965年、1969年两次来北京具体参与设备的规划和调试。和澳大利亚的振煜博士合作研制了“傅里叶变换硬件”;和荷兰合作完成了“天线阵富余量数据处理方法及数据量化后的相关分析”(杨以培);和悉尼大学、瑞典哥德堡大学合作研制了“低噪声前置放大器”等(徐祥)。

1974年以来,北京天文台均出席了国际电信联盟无线电咨询委员会(CCIR)会议。该咨委会是一半学术性、一半行政性的国际组织,其下设有十余个研究组,北京天文台参加第二研究组,即“空间探索及射电天文”研究组(1991年后改为第七研究组D组)。各研究组提供本专业的学术性文件,作为国际上分配无线电频率的依据,通过会议可了解到当前国际上射电天文的发展概况。

荣誉奖项

以上资料来源:

参考资料

国家天文台密云观测站.中国科学院国家天文台.2023-08-28

中国科学院国家天文台密云射电天文观测基地.搜狐网.2023-08-28

第一届“科苑名匠”——王启明.中国科学院.2023-08-28

国防科工局调研对地观测中心密云站.中国科学院.2023-08-28

FAST结构设计和实验研讨咨询会顺利召开.中国科学院国家天文台.2023-08-28

自治区副主席靳诺访问中国科学院.中国科学院新疆天文台.2023-08-28

厅党支部赴国家天文台密云观测站学习调研.中国科学院办公厅.2023-08-28

2012年全国天文教育研讨会在北京召开.中国科学院.2023-08-28

2016年国家天文台大学生天文夏令营招生简章 (附件1).中国科学院国家天文台.2023-08-28