SKA：人类认识宇宙的新纪元

SKA：人类认识宇宙的新纪元

中国SKA科学团队 黄滟组稿

导读

由宏伟科学目标驱动的平方公里阵列射电望远镜（Square kilometer Array, SKA）将是人类有史以来建造的最大射电望远镜，由全球十多个国家共同出资建造、运行、维护和管理，是一部超越国界的全球大科学装置。SKA总部位于英国，两个台址将位于澳大利亚、南非及南部非洲8国的无线电宁静区域，由分布在3000公里范围内的2500面15m 口径碟形天线、250个直径60m 的致密孔径阵列以及130万只对数周期天线组成的稀疏孔径阵列组成，其等效接收面积达平方公里级，频率覆盖范围50MHz-20GHz。SKA是一部快速傅里叶变换望远镜、数字化望远镜和软件望远镜，体现诸多当代科学技术的最新和最高成就，并将推动全球制造、通信、计算、能源等一系列产业的迅速发展。SKA将于2021年开始建设，第一期工程到2028年建成总规模的10%。SKA作为遥望宇宙的巨眼，必将为人类带来全新的宇宙信息，取得一系列重大科学发现。

图1: 平方公里阵列SKA（图片来源：SKAO）

正文

目前，平方公里阵列射电望远镜（SKA）已经进入关键阶段：2019年11月SKA上海工程技术大会后，SKA各工程工作包全面通过了关键设计评审，标志着SKA从设计阶段正式迈入工程实施阶段。根据目前规划，2028年，SKA第一阶段建设总规模的10%（简称SKA1）之总目标将实现并投入观测，成为划时代的天文学超级大科学装置，将带来射电观测天文学领域的巨大变革。SKA将从深度和广度、全方面和全时域的四维维度揭示宇宙的演化规律，孕育重大科学发现和突破。

这是继2012年国务院授权科技部代表中国参加SKA建设准备阶段、2019年包括中国在内的七个创始成员国正式签署SKA天文台公约，成立平方公里阵列天文台（SKAO）政府间国际组织之后的又一个SKA发展史上的里程碑：SKA已经从概念设计转向工程实施，而中国已经从参与SKA设计建设阶段转向使用SKA取得卓越科学发现的准备阶段。

作为国际SKA大家庭的一员，中国参与SKA的最大驱动和终极目标是获得丰硕的科学回报。中国SKA科学团队在秉承国际合作开展大科学研究的前提下，经过长期探讨、广泛征询、充分论证和顶层设计，确立了中国SKA清晰的科学目标和发展路线图：即在SKA1实施阶段，确保两个优先突破领域（宇宙黎明和再电离探测；脉冲星搜寻、测时和引力理论检验）和若干具有中国特色的研究方向，概括为‘2+1’推进战略。此发展战略与国际SKA1遴选的优先科学目标高度契合。中国SKA科学团队在首席科学家武向平院士带领下，完成了《中国SKA科学报告》，详尽描绘了中国参与SKA的科学基础和目标，展现了中国参与SKA的宏伟科学蓝图。目前，中国SKA科学团队正在科技部中国SKA办公室领导下，凝练和部署未来中国SKA科学实施方案。