作者:Geoff Brumfiel,来自自然杂志
世界最大射电望远镜的选址之争以平局告终。
南非和澳大利亚将共同建设平方公里阵列(SKA),这是一个耗资 15 亿欧元(19 亿美元)的项目,由 3,000 个 15 米宽的碟形天线和数量更多的简单天线组成。该决定是在荷兰阿姆斯特丹郊外的一次会议上宣布的,此前 SKA 国际董事会进行了投票。
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根据协议条款,拆分方案最终将使南非接收该项目 3,000 个碟形天线中的大部分,而澳大利亚将负责低频射电天线。
“科学是赢家,”SKA 董事会主席约翰·沃默斯利说。沃默斯利表示,通过在两国现有的试点项目基础上进行建设,SKA 将变得更加强大。
澳大利亚和南非的官员对这一消息反应热烈。“我认为这是一个极好的决定,”澳大利亚联邦科学与工业研究组织天文学和空间科学主管菲利普·戴蒙德说。“我们对此真的非常高兴,”南非科技部总干事菲利普·姆瓦拉补充道。
该望远镜预计于 2024 年左右完工,届时它将能够对宇宙中第一批恒星和星系开始形成的时期进行成像。它的灵敏度将是当前仪器的 50 倍,并且能够探测到来自附近恒星的电视信号。
在争夺项目主办权的过程中,南非一直与澳大利亚和新西兰展开激烈竞争。今年 3 月,在对两个选址的科学评估中,南非险胜。科学小组的决定结果尚未公开,但据信,南非偏远北部地区选址的低建设成本和高海拔是其胜出的优势。澳大利亚和新西兰则辩称,他们在西澳大利亚的选址将拥有更好的基础设施和更低的保险成本。
在项目的两个阶段,拆分方案会有所不同。戴蒙德表示,在第一阶段,南非将在其现有的 MeerKAT 阵列中增加 190 个碟形天线。澳大利亚将在其澳大利亚 SKA 探路者项目中增加 60 个碟形天线,并增加大量全向偶极天线。这将使澳大利亚的选址具有广域巡天能力,而南非则能够深入观测天空的狭窄区域。
在第二阶段,剩余的碟形天线将在南非组装,同时还有中频孔径阵列。全部的偶极天线将运往澳大利亚。
拆分选址在政治上是权宜之计,但这不一定便宜,也不容易。SKA 的数千个单元中的每一个都将每秒传输数千兆字节的数据。这些数据将通过一个相关器,该相关器将它们组装成单个图像,然后进行进一步处理。因此,这两个远程站点都需要高速网络和强大的超级计算机,以及道路和建筑物。这种冗余可能会大大增加项目的成本。
沃默斯利表示,在第一阶段,成本不会超过最初预计的 3.5 亿欧元的 10%。每个国家都已经在其各自的试点项目中投资了约 1.5 亿美元,董事会认为,这些项目将提供的额外能力使额外的投资物有所值。“这可能在政治上是权宜之计,但它也是科学驱动的,”沃默斯利说。
项目第二阶段的成本似乎不太确定。“因为我们还没有第二阶段的详细设计,所以几乎不可能估算成本,”戴蒙德说。不过,他仍然乐观地认为,额外的成本可以保持在较低水平,因为计算和网络资源相对便宜。
随着选址问题的解决,SKA 组织将不得不将注意力转向融资和最终设计。SKA 成员国可能不会直接提供资金,而是可能贡献设备和专业知识,戴蒙德表示,他们已经为建设前期阶段贡献了 9000 万欧元。
“我们真的必须深入了解我们将要建造的细节,”他说。
预计将于 2016 年开始建设,首次观测可能会在本十年末进行。