9月15日，日喀中國科學院上海天文臺日喀則40米口徑射電望遠鏡正式開工建設。則米

該望遠鏡是口徑目前中國甚長基線干涉測量（VLBI）網新增的兩個望遠鏡之一，與其同步在建的射電設新還有長白山40米射電望遠鏡。最終，望遠聞科這兩臺40米射電望遠鏡將與此前VLBI網中的鏡開4臺望遠鏡一起，服務我國探月和深空探測，工建并開展天文觀測研究。學網

按計劃，日喀日喀則40米望遠鏡將于2023年底前完成天線塔基地下部分建設，則米2024年底前望遠鏡具備初步觀測能力，口徑2025年底前觀測站整體竣工。射電設新升級后的望遠聞科VLBI網計劃在2026年具備同時為兩個航天器測定軌的能力。

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日喀則40米射電望遠鏡項目啟動儀式。鏡開李子鋒攝

服務航天19年，工建能看清月球上2米大小的物體

VLBI網是一種由射電望遠鏡為主組成的觀測網，誕生于上世紀60年代，而VLBI則是一項高精度測角技術。

通常，望遠鏡口徑越大，空間分辨率越高，但口徑大也意味著耗資多、技術難度大，于是，科學家想到了另一種方案——利用多架射電望遠鏡接收同一天體的無線電波信號，將各架望遠鏡接收到的信號兩兩進行干涉測量，最后計算獲得天體的射電圖像。

組網的望遠鏡及其數據處理中心，被合稱為“VLBI網”，它等效于一架單口徑射電望遠鏡，其口徑等于這些望遠鏡天線之間的最遠距離。

1973年，我國天文學家、中國科學院上海天文臺研究員葉叔華院士從期刊論文中了解到國際上最新的VLBI技術，并提出要在中國發展VLBI技術。

在她的推動下，1987年，上海建成了佘山25米射電望遠鏡。1993年，距離上海3000公里的烏魯木齊，建成了南山25米射電望遠鏡。2006年，在我國探月工程的支持下，又在北京建成了密云50米射電望遠鏡，并將云南昆明的10米射電望遠鏡改造成為40米射電望遠鏡。

至2007年，VLBI網建成“四站一中心”，即4臺望遠鏡和1個VLBI指揮控制與數據處理中心。

同年，“嫦娥一號”衛星發射，VLBI網首次應用于航天工程，為衛星提供了精準定軌任務，這也是國際上首次將實時VLBI技術用于月球與深空探測器的高精度測定軌、定位。

此后，VLBI網成為探月工程測控系統的重要組成部分，完成了探月工程“繞”“落”“回”三步走戰略任務和我國首次火星探測任務的VLBI測定軌任務。

深空探測重大專項總設計師吳艷華評價：“作為探月工程測控與回收系統的重要組成部分，上海天文臺牽頭的中國VLBI網與現有航天測控網，共同完成了歷次探月與探火測定軌及定位任務。”

近年來，VLBI網不斷升級。2012年，上海建成天馬65米射電望遠鏡，替代了原先的佘山25米射電望遠鏡，使我國VLBI網的靈敏度提高了2.6倍。2013年，烏魯木齊南山25米射電望遠鏡，升級改造為口徑26米、性能更加優越的射電望遠鏡。

“目前，VLBI網的月球軌道定軌精度達到了國際先進水平，可以看清月球上2米大小的物體。”中國科學院上海天文臺臺長沈志強說。

增加兩位新成員，能同一時間盯住兩個航天器

2022年，我國正式啟動探月工程四期。今年，我國載人月球探測工程登月階段任務也已啟動實施，目標是在2030年前實現中國人首次登陸月球。

探月工程四期的多任務特征，向原本在同一時間只能測定一個航天器的VLBI網提出了挑戰。

根據探月工程四期測軌需求，2023年5月15日，“嫦娥七號VLBI測軌分系統建設項目”獲得正式批復，明確要在西藏日喀則和吉林長白山新建兩個VLBI觀測站。

沈志強介紹，目前，中國科學院上海天文臺正在西藏日喀則、吉林長白山，建設兩臺40米口徑的大型射電望遠鏡，將原先的“四站一中心”拓展至“六站一中心”。

“未來，每三臺望遠鏡配對可以組成一個VLBI‘子網’，每個‘子網’可以實現對一個探測器的測定軌，即具備‘雙子網、雙目標’能力。”沈志強說。

吳艷華表示，西藏日喀則和吉林長白山VLBI臺站建成后，將顯著改進我國VLBI測控網的構型，有力保障探月四期和深空探測后續任務。

此次啟動建設的日喀則40米射電望遠鏡，位于西藏自治區日喀則市西側。這里海拔約4100米，空氣干燥，晴天數多，人跡罕至，電磁波干擾少。而日喀則40米射電望遠鏡是一架大型全可動高精度多用途射電望遠鏡，具有從1吉赫茲到100吉赫茲的觀測能力。

為了適應高海拔環境，日喀則40米射電望遠鏡采用了一些新的設計方案。

日喀則40米射電望遠鏡總工程師、中國科學院上海天文臺研究員王錦清介紹，為保障天線在高原、寒冷地區正常運行，天線結構采用全結構溫控技術，使天線結構系統在復雜溫度環境下的面型精度和指向精度得以大幅度提高。天線控制方面，將采用新型的優化控制方法，有效克服風擾動，保證天線指向精度。

此外，日喀則40米射電望遠鏡還將建設天線健康管理系統對天線健康狀態監測，建設可遠程故障診斷系統實現設備狀態實時監控。

從地面走向空間，有望實現空間-地面射電干涉觀測

在沈志強看來，4100米的高海拔環境，拓展了日喀則40米射電望遠鏡在100吉赫茲的高頻段工作能力，使望遠鏡不僅能夠承擔探月四期和深空探測VLBI測定軌任務，更好地服務我國深空探測VLBI測定軌任務，也將促進我國射電天文科學觀測研究發展，提升我國射電天文科學研究能力。

“日喀則40米射電望遠鏡將推動超大質量黑洞、致密天體快速時變及引力波電磁對應體、銀河系動力學研究、高精度天地一體化參考架等一系列天文學前沿領域的研究。”沈志強說。

正如不斷更新的VLBI網，“六臺一中心”也絕非VLBI的終點。

中國科學院上海天文臺研究員鄭為民介紹，后續，深空探測工程包括了探月工程四期、行星探測工程、小行星防御演示驗證、載人登月等任務，具有“目標多、精度高、時效快、多任務并行”的特點，對VLBI網的能力提出了挑戰。

他認為，未來，VLBI網需要進一步發展新技術和高效的運行控制方式，以適應長期任務需求。

為了服務未來深空探測的更多需求，中國科學院上海天文臺還提出了“空間VLBI”的想法——將兩個30米口徑空間低頻射電望遠鏡，發射至地球大橢圓軌道，與地面的VLBI網聯合觀測。

“我們可以先利用‘鵲橋二號’中繼星4.2米天線和地面VLBI天線，構建月球軌道VLBI試驗系統，形成地月30萬公里超長基線，提高天文研究水平和對深空探測器的測軌能力，探索中國VLBI網天地一體化雛形。未來，我們有望在國際上首次實現空間-地面的射電干涉觀測。”鄭為民說。