中国首个！广州大学与SKA国际组织签署SKA工程建设采购合同

2021年8月25日

国际大科学工程-平方公里阵列

射电望远镜天文台

（Square Kilometre Array Observatory, SKAO）

与广州大学签署

SKA数据处理软件开发框架合同

这是我国与SKAO签署的

首个工程建设采购合同

我校物理与材料科学学院天文系、

国家天文科学数据中心大湾区分中心王锋教授

成为SKA 科学数据处理团队核心研发人员

(项目总师，占开发人员5%比例)

我校成为全球瞩目的SKA望远镜的

建设单位之一

寻访星河的路途漫长

但只要敢想

你会成为一颗发光体

平方公里阵射电望远镜概念图。来源／SKAO

问

什么是SKA？

平方公里射电阵（Square Kilometre Array，缩写为SKA)是一个巨型射电望远镜阵列，由分布在3000 km范围内的约2500面15 m口径碟型天线（工作频率350MHz-15GHz）、250 km范围内的250个直径约60 m的致密孔径阵列以及130万个对数周期天线组成的稀疏孔径阵列（工作频率50-350MHz）组成。平方公里阵列射电望远镜将是人类有史以来建造的最大射电望远镜，同时也是一部超越国界的全球大科学装置，致力于孕育重大科学发现和突破。

国际大科学工程SKA是国际天文界计划建造并将运行50年的世界最大综合孔径阵列射电望远镜，由政府间国际组织SKAO负责建设和运行，其总部设在英国，台址分设在澳大利亚和南非。

答

平方公里阵射电望远镜概念图。来源／SKAO

仰望星空的宝贵窗口

地球环境在宇宙中是极为特殊的存在。地球大气维持了包括人类在内的地球生命的基本生存。同时，大气层撑开一道强大的保护伞，呵护地球生命免受高能电磁辐射的伤害。没有这道屏障，来自外太空的伽马射线、X射线、及紫外线将毫不留情地打断生物DNA链条从而毁灭生命。

地球大气一方面对来自宇宙的电磁辐射产生强烈的吸收，另一方面却又神奇地“网开一面”，留出了三个大气电磁窗口：可见光窗口、部分红外窗口、及射电（或无线电）窗口。就是靠着这窄窄的一道可见光窗口，才有了光合作用，并造就了生机勃勃的地球生命及由此衍生出的五彩斑斓的广阔世界。而无线电窗口则赋予了人类基本的通讯手段，从地球一直延伸到遥远的外太空。对天文学家来说，这宝贵的三个大气电磁窗口则使人类能够建造各种地面望远镜去探索星空、理解宇宙，而在其它电磁波段，则需要建造空间望远镜，送到大气层外观测宇宙。

问

为什么会建设SKA？

现代天文观测追求看得更精细，看得更远。建造更大口径的望远镜，不仅能够提高角分辨率，看到天体更多的细节，同时也可以收集到更多的光，从而看到距离更远、亮度更暗的天体。

望远镜角分辨率还取决于观测的电磁波波长，波长越长，分辨率越低。一架光学望远镜的观测波长只有零点几微米，而SKA望远镜的观测波长最大可达几米，要想取得与光学望远镜相当的分辨率，只有靠提高望远镜的口径。

e-Merlin望远镜阵列——坐落于英国曼彻斯的乔德莱尔·班克射电天文台——负责人西蒙·加林顿指出：“为了获得与先进光学望远镜同样的观测细节，你需要镜面直径100公里的望远镜。很显然，你不可能建造一架口径100公里的望远镜，但你可以建造一个望远镜网络，通过将它们连接在一起达到同样的效果。”

因此，早在1993年，包括中国在内的十国天文学家联合倡议筹划建造下一代射电望远镜SKA，通过建造望远镜阵列，达到大口径、大接收面积，从而实现高分辨率和高灵敏度的目的。

答

SKA1与目前世界上其它射电望远镜在接收面积上的比较。来源／SKAO

世界巨眼

平方公里阵列射电望远镜将是人类有史以来建造的最大射电望远镜，将由全球多国合资建造世界最大的综合孔径射电望远镜，以实现平方公里量级的史无前例的超大接收面积（故得其名“平方公里阵”）。SKA将分别建于澳大利亚、南非及南部非洲八个国家的无线电宁静区域，最广分布在3000公里的范围，频率覆盖50MHz-15GHz。相比目前最大的射电望远镜阵列JVLA，建成后的SKA的灵敏度提高约50倍，巡天速度提高约10 000倍。

凭借超高灵敏度、超大视场、超快巡天速度和超高分辨率，SKA将人类视线拓展到宇宙深处，有望在宇宙起源、生命起源、宇宙磁场起源、引力本质、地外文明等自然科学重大前沿问题上取得革命性突破。

SKA核心科学目标。来源／中国国家天文学杂志

SKA核心科学目标。来源／SKAO

中国在国际SKA计划中的重要角色

SKA是我国参加的首个从项目酝酿、发起、国际组织创建、基本规则制定，一直到项目管理和建设，均全程参与并扮演重要角色的国际大科学工程，也是我国目前参加的继ITER（即俗称的“人造太阳”计划）之后的第二大国际大科学工程。追溯到国际SKA计划的第一天，在长达四分之一世纪的SKA全部历程中，我国自始至终都是SKA计划的重要参与者和积极推动力量。

2021年4月29日，第十三届全国人民代表大会常务委员会第二十八次会议批准了中华人民共和国代表在罗马签署的《成立平方公里阵列天文台公约》。2021年6月，我国成为SKAO正式成员国，参与SKA的工作进入全新阶段。2021年7月，SKA工程建设及采购工作正式启动。2021年8月，我国与SKAO签署首个工程建设采购合同。未来的8年时间里，广州大学将参与SKA科学数据处理软件研发，承担其中的高性能数据处理、高性能分析算法等方面的工作。

由中国主导建造的SKA第二面原型天线于2019年4月24日在南非SKA 台址进行安装的场景。来源／南非射电天文台

广大有为

SKA的超级灵敏度、超大视场、超快巡天速度和超高时间、空间和频率分辨率等技术特点将确保SKA在观测能力上的领先地位，由此也产生了海量的观测数据，SKA1所产生的观测数据，将以5Tb/s的速率输入到两个台址国的科学数据处理器（SDP）。如此大规模的数据运输、存储、读写、运算、管理、归档和发布对信息和计算机领域的前沿技术提出了严峻的考验，更是SKA望远镜最后成功与否的核心关键。

在科技部的统一领导下，在国家遥感中心（SKA中国办公室）的精心指导下，广州大学积极发挥自身优势，凭借其参加SKA-SDP关键任务评估和桥接阶段的工作积累，认真组织材料，最终成功中标，这将为我国后续参与SKA投标积累经验，也为未来我国科学家利用SKA数据开展科学研究奠定了基础。

广州大学王锋教授在SKA总部参与项目相关工作。 来源/国家遥感中心

奋楫直上的广大天文系

✦ 2020年11月8日，广州大学天文系成立，成为国内高校中成建制成立的第18个天文系（学院）。

✦ 2020年12月24日，广州大学天文系王锋教授团队获评国家重点研发计划之“科技部平方公里阵列射电望远镜（SKA）专项2020年度项目”，项目名称为“低频射电干涉阵列的高精度校准方法”，经费1382万元，我校为项目承担单位和唯一的课题承担单位，王锋教授为项目与课题负责人。

✦ 2021年3月29日， 广州大学与国家天文科学数据中心签订合作共建协议，承担国家天文科学数据中心粤港澳大湾区分中心建设任务。

✦2021年5月和7月，我校天文系师生参与高海拔宇宙线观测站科学研究，分别在《Nature》和《Science》上发表合作研究论文。

✦ 2021年8月8日至14日，由科技部国家遥感中心主办、广州大学承办的“第六届中国平方公里阵列射电望远镜（SKA）暑期学校”在广州大学成功召开。

✦ 2021年8月25日，广州大学与SKA国际组织签署我国首个SKA工程建设采购合同。

核心研发人员：广州大学王锋教授

广州大学物理与材料科学学院天文系二级教授，留日博士，云岭学者，中国科学院大学天文技术方法博士生导师，先进计算软件技术与应用云南省创新团队首席教授，云南省技术创新人才、云南省有突出贡献的中青年科技专家，广州大学百人杰出人才计划学科带头人，荣获云南省新长征突出手，省自强模范等称号。

长期从事天文技术与方法，海量数据处理，虚拟天文台技术方面的研究工作。先后承担了国内1.2米地平式望远镜，光电式打印经纬仪，LAMOST、MUSER、NVST、ONSET等望远镜的数据处理与观测控制工作，2018年被平方公里阵（SKA）组织聘为校准与成像专家，SKA项目科学数据处理器（SDP）管理专家组成员，中方SDP总体组副组长。

先后主持国家自然科学基金天文联合基金重点项目2项，其它国家基金项目6项，主持和参与国家重点研发计划各1项。共发表各类论文200余篇，其中SCI/EI论文50余篇。作为第一完成人获省部级科技进步奖一等奖1项，二等奖2项，三等奖4项等。

本次项目中标，也意味着我校在天文数据处理领域取得长足进步，我校天文系/天体物理中心已经得到射电干涉数据处理这一领域国内外同行的高度认可，这也将进一步推动我校天文学科的建设与发展。

51年前，浩渺广宇第一次出现东方红

51年后，苍穹之间已经镶满了中国星

头顶星空 我们携手向前

放眼星河 涌现广大力量

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注：部分图文源于中国国家天文杂志、国家遥感中心、科技部、SKAO

文字编辑 | 刘泽霖 李莹

微信编辑 | 陈丹妮

图文校对 | 刘泽霖

责任编辑 | 张芳 李志川