【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】近日，中國科學(xué)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(gè)區(qū)域中心原型機(jī)。該工作的進(jìn)展發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊《自然-天文學(xué)》(Nature Astronomy)。
 

　　據(jù)中國科學(xué)院上海天文臺的SKA團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人安濤介紹，該原型機(jī)由上海天文臺在科學(xué)技術(shù)部和中科院的支持和指導(dǎo)下開發(fā)，這將有助于推動(dòng)未來SKA區(qū)域中心的建設(shè)和科學(xué)運(yùn)行。
 

　　SKA望遠(yuǎn)鏡是天文學(xué)家將要建造的世界上大的射電天文望遠(yuǎn)鏡。它由十幾個(gè)國家共同出資建造，創(chuàng)造了人類建設(shè)大科學(xué)裝置的新紀(jì)錄。SKA望遠(yuǎn)鏡將組合成千上萬的小天線接收的信號，以模擬一個(gè)總收集面積約為一平方公里的巨型射電望遠(yuǎn)鏡，靈敏度比當(dāng)今實(shí)際上強(qiáng)大的射電望遠(yuǎn)鏡還要強(qiáng)大幾十倍。這些天線包括2500個(gè)蝶形中頻天線和130萬個(gè)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(xué)家、中科院院士武向平介紹，天文學(xué)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(xué)的前沿領(lǐng)域取得革命性的突破。
 

　　國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃科學(xué)家、研究員洪曉瑜表示，SKA還將產(chǎn)生天文學(xué)有史以來大的數(shù)據(jù)流。一旦投入運(yùn)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(jì)算能力至少需要每秒鐘浮點(diǎn)運(yùn)算次數(shù)達(dá)30億億次。
 

　　大量的SKA數(shù)據(jù)和科學(xué)用戶的不同地理位置，需要建設(shè)由多個(gè)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(jìn)行預(yù)處理，這些數(shù)據(jù)還無法直接用來做科學(xué)。科學(xué)家需要的數(shù)據(jù)，需要詳細(xì)的分析，這個(gè)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(jī)預(yù)計(jì)將于2020年投入使用，為科學(xué)家提供必要的計(jì)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(jìn)行SKA早期科學(xué)研究和了解SKA數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)。”安濤表示，“該原型機(jī)的開拓性工作和實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)對于改進(jìn)SKA區(qū)域中心的設(shè)計(jì)和未來的大規(guī)模擴(kuò)展將具有寶貴的價(jià)值。”
 

　　SKA的建設(shè)計(jì)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(xué)科學(xué)術(shù)交融、深度數(shù)據(jù)分析和科學(xué)研究、先進(jìn)技術(shù)研發(fā)的平臺。