当前全球射电天文观测正面临重大技术瓶颈。
单口径望远镜虽具有高灵敏度优势,但其空间分辨率受物理尺寸限制难以突破。
这一矛盾在探索快速射电暴毫秒级信号、暗物质分布等前沿课题时尤为突出。
国际学界普遍认为,构建综合孔径阵列是破解观测精度与灵敏度矛盾的关键路径。
作为全球最大单口径射电望远镜,FAST自2020年正式运行以来已取得包括发现800余颗新脉冲星在内的重要成果。
但面对日益激烈的国际科研竞争,保持领先优势需要前瞻布局。
此次升级计划采用"核心+阵列"的创新架构,通过将FAST与周边天线组网,可形成等效直径达数十公里的虚拟望远镜。
中科院专家表示,该设计既保留了FAST的集光优势,又能实现亚角秒级分辨率,较现有能力提升近百倍。
工程实施将分三阶段推进:2025年前完成首批6台天线组网,2030年实现20台天线协同观测,最终建成包含38台天线的完整阵列。
系统建成后,不仅能精确捕捉宇宙中性氢的大尺度分布,还可对银河系内脉冲星实现"CT扫描"式立体观测。
这为验证广义相对论极端条件、追溯宇宙再电离时期等重大课题提供了独特的研究窗口。
值得关注的是,该计划将同步建设全球最大的射电天文大数据中心。
据测算,阵列全负荷运行时每秒产生的数据量相当于同时播放30万部高清电影,这对海量数据实时处理提出了全新挑战。
项目组已联合国内顶尖计算机构,开发专用人工智能算法和光传输技术,预计将带动我国在超算应用、精密制造等关联领域的技术突破。
国际天文联合会射电天文分部主席评价称,中国这一战略布局将重塑全球观测网络格局。
目前欧美同类项目受经费和选址限制进展缓慢,而FAST阵列凭借贵州喀斯特地貌的天然屏障和我国体制优势,有望率先实现科学产出。
从单镜到阵列,是观测手段的升级,更是科学范式的迭代。
面向快速演进的天文前沿,FAST的阵列化规划既着眼于补足分辨率短板,也着眼于以更高质量的数据回答更具挑战的问题。
持续夯实观测平台、完善协同机制、聚焦重大科学目标,才能让“看见宇宙”的能力不断转化为“理解宇宙”的成果,在全球基础研究竞争中稳步拓展新的高度。