BINGO射电天文望远镜天线结构在石家庄出厂发运
“河北造”天线将在巴西雨林倾听宇宙
6月9日,由中国电科网络通信研究院(以下简称“网通院”)研制的捕捉宇宙中重子声学振荡信号(BINGO)射电天文望远镜天线结构在石家庄出厂发运,标志着BINGO射电天文望远镜将进入正式建设阶段。
BINGO射电天文望远镜是南美洲最大的射电天文项目,也是国际唯一一台专注暗能量研究的射电望远镜。它建在亚马孙森林边的巴西帕拉伊巴州,除了探测来自宇宙深空的重要信号外,还能探测卫星、陨石等小天体运动,侦查地球可能受到的入侵威胁。
“2020年一次偶然的机会,我们结识了这家来自河北的企业,经过多年合作,我们发现网通院的技术方案很棒,并且产品交付快,期待未来能与更多中国企业开展合作。”在发运仪式现场,巴西科学院院士、BINGO项目首席科学家埃尔西·阿卜杜拉如是说。
BINGO项目由中国与巴西、英国、法国、瑞士等国的科研人员合作,网通院作为中国团队的核心参与单位,负责研制射电天文望远镜天线结构的设计和加工等。
天线反射面精度是射电天文望远镜的关键指标,精度越高,观测越高效。
“BINGO射电天文望远镜分为主反射体和副反射体,主反射体口径为40米,副反射体口径36米。”网通院BINGO项目总设计师王大为介绍,若要面型精度达标,按常规方法制造面板,仅模具就要花费上亿元。
为压减工程造价,项目团队反复推敲验证,最终采用多平面拼接逼近曲面的方法,将主副反射面进行分块设计。
“将反射面分块后,每块面板尺寸过大,面型精度就难以达标;分块过多,支撑结构的重量和安装复杂度又会成倍增加。”王大为说。
项目团队与巴西团队反复沟通,历时2个月,终于找到最优分块设计方案,其中,主反射面共20种尺寸,有528块面板;副反射面共33种尺寸,有708块面板。
反射面板需要坚固的钢结构进行支撑。主反射体由4237根钢管和1111个螺栓球组成,副反射体由3970根钢管和576个螺栓球组成。
“有的钢管长达12米,一旦拼装错了就得拆掉重来。”王大为告诉记者,为有效减轻安装难度,他们不断优化钢结构形式,将钢管种类从最初计划的15种减少至7种,在每个钢管上标印编号,使整个钢结构设计更加清晰明了。
上海交通大学航空航天学院院长助理龚德仁认为,网通院为未来射电天文设备树立了新标杆,在他们的助力下,BINGO射电天文望远镜将绘制宇宙三维中性氢地图,解释暗能量驱动宇宙膨胀的奥秘,甚至改写人类对宇宙演化的认知。
据悉,此次发运的射电天文望远镜天线结构由天津港起航,历经近两个月,抵达巴西的苏阿普港。该项目预计2026年建成。
接下来,网通院将以BINGO项目为契机,不断深化与巴西等国家在天文领域的科技合作,联合国内外优势单位深入探索下一代射电天文望远镜新技术,研制具有国际领先水平的科学仪器,共同谋划、引领具有原创性和国际影响力的大科学工程。(记者王璐丹)