【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】近日，中國科學家開發(fā)出世界上大的射電天文觀測設(shè)備——平方公里陣列(Square Kilometer Array; SKA)的個區(qū)域中心原型機。該工作的進展發(fā)表于學術(shù)期刊《自然-天文學》(Nature Astronomy)。
據(jù)中國科學院上海天文臺的SKA團隊負責人安濤介紹，該原型機由上海天文臺在科學技術(shù)部和中科院的支持和指導下開發(fā)，這將有助于推動未來SKA區(qū)域中心的建設(shè)和科學運行。
SKA望遠鏡是天文學家將要建造的世界上大的射電天文望遠鏡。它由十幾個國家共同出資建造，創(chuàng)造了人類建設(shè)大科學裝置的新紀錄。SKA望遠鏡將組合成千上萬的小天線接收的信號，以模擬一個總收集面積約為一平方公里的巨型射電望遠鏡，靈敏度比當今實際上強大的射電望遠鏡還要強大幾十倍。這些天線包括2500個蝶形中頻天線和130萬個對數(shù)周期低頻天線，主要分布在西澳大利亞州和南非，可提供佳的銀河系視野和小的射電信號干擾。
中國SKA科學家、中科院院士武向平介紹，天文學家將使用SKA研究宇宙的演化，了解引力的本質(zhì)，探索生命的起源、宇宙磁場的起源，以及尋找外星文明。SKA有望在自然科學的前沿領(lǐng)域取得革命性的突破。
國家重點研發(fā)計劃科學家、研究員洪曉瑜表示，SKA還將產(chǎn)生天文學有史以來大的數(shù)據(jù)流。一旦投入運行，僅在SKA的階段(僅占全部規(guī)模的10%)，生成的數(shù)據(jù)將以每年約100萬吉字節(jié)(GB)的速度增長，對應(yīng)的計算能力至少需要每秒鐘浮點運算次數(shù)達30億億次。
大量的SKA數(shù)據(jù)和科學用戶的不同地理位置，需要建設(shè)由多個SKA區(qū)域中心組成的協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)來整體協(xié)調(diào)。按照SKA天文臺的建設(shè)規(guī)劃，SKA天文臺只對觀測數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，這些數(shù)據(jù)還無法直接用來做科學。科學家需要的數(shù)據(jù)，需要詳細的分析，這個深度分析過程將由建在世界各大洲的SKA區(qū)域中心來完成。
“該原型機預(yù)計將于2020年投入使用，為科學家提供必要的計算資源、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)產(chǎn)品和便捷的技術(shù)支持，以進行SKA早期科學研究和了解SKA數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)。”安濤表示，“該原型機的開拓性工作和實際運行經(jīng)驗對于改進SKA區(qū)域中心的設(shè)計和未來的大規(guī)模擴展將具有寶貴的價值。”
SKA的建設(shè)計劃于明年開始，作為創(chuàng)始成員之一的中國正在研究中國SKA區(qū)域中心的建設(shè)方案。區(qū)域中心建成后，將成為多學科學術(shù)交融、深度數(shù)據(jù)分析和科學研究、先進技術(shù)研發(fā)的平臺。
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