它是老一辈天文学家盼望了20多年的梦想，它是“嫦娥奔月”时紧盯其轨道变化的“天眼”，它是人类组成“口径达到地球直径”的望远镜网络的重要一员。作为全可动型中亚洲最大、性能排名世界第三的射电望远镜，位于上海松江天马山脚下桃花林中的65米口径射电望远镜——天马望远镜，历经十几年设计、建造、调试和使用，已在科学上、探月工程中，积累下卓越功勋。在2018年度上海科技奖的评选中，它实至名归，获得了上海市科技进步奖特等奖。

探月契机，射电天文研究进入国际前沿

天马望远镜周边就是一片桃树林。三月桃花烂漫季节刚过，天马望远镜也如此刻的桃林一般，正不断孕育着丰硕甜美的科研果实。

中国科学院院士、天文学家叶叔华每次提到天马望远镜，都颇感欣慰：“20多年了，我们使用了30多年的25米射电望远镜，有了出色的接班人！”

离天马望远镜不远的佘山，建成于1986年的25米射电望远镜如今仍观测不辍。不过，世界天文装置发展非常迅速，为保持我国该领域的先进地位，早在1993年，上海天文学家就提出要建一个更大口径的射电望远镜。由于当时各种条件不成熟，直到2008年机会才最终出现。

为了给“嫦娥一号”在38万千米的“奔月”旅程中更精确地定轨，2007年，我国北京、上海、云南、新疆四台射电望远镜组成一个相当于口径3000千米的甚长基线干涉测量（VLBI）网。“尽管顺利完成探月测轨任务，但我国射电望远镜天线口径小、工作频率低的瓶颈也突显了出来。”时任探月工程VLBI测轨任务总指挥的中国科学院上海天文台研究员洪晓瑜说，这严重制约了未来执行国家深空探测重大任务和开展射电天文观测研究的能力，“时任探月工程总设计师孙家栋来考察25米射电望远镜时，看到锈迹斑斑的设备，忍不住摇了摇头”。

为满足国家未来战略需求，2008年，中国科学院与上海市联合立项，由中科院、上海市和探月工程共同出资，在上海建造一台具有多种科学用途的世界级大型可转动射电望远镜。

“国之重器”性能位列世界前三

2009年年底，天马望远镜开建。项目首席科学家、中国科学院上海天文台研究员沈志强这样形容它的灵敏度：“在火星上打手机，它能收到信号。”与位于贵州的500米口径球面射电望远镜（FAST）相比，它能前后左右俯仰90度转动，更能以每秒0.5度的速度，迅速跟瞄在天上以每秒几十千米速度移动的人造天体。

沈志强说，建设大型射电望远镜，需要攻克高精度指向、高接收效率、低温宽频带接收、复杂灵活控制、综合性能测试和模型建立等一系列技术难题，是一个国家综合创新能力的集中体现。

在上海天文台、中电54所、上海交大、中电16所等单位的携手努力下，项目攻克了40多项关键技术和集成创新，将大型天线的建设周期由通常的六年缩短至三年，于2012年建成了我国第一台性能先进功能齐全的全可动大型射电望远镜系统，实现了我国建设世界级大型射电望远镜的目标。

该项目以“亚洲第一射电望远镜建成”入选2012年中国十大科技进展新闻，并赶上了当年“嫦娥二号”飞向图塔蒂斯小行星的扩展任务。洪晓瑜说：“因为天马望远镜的加入，整个测轨精度比前一次大幅提高。”

如今，天马望远镜已稳定运行七年，完全自主设计的主动面系统故障率仅为0.3%。而比它早开建五年的意大利撒丁岛64米口径射电望远镜，其主动面系统已发生严重故障，需要重新部署。天马望远镜作为我国VLBI测轨核心设备，未来十多年的深空测轨任务已经排定：嫦娥五号发射、首次火星探测、木星探测、火星采样返回……它已成为名副其实的“国之重器”。

世界首张黑洞照片也有它的贡献

对于天马望远镜而言，它更多时间在执行各种射电天文观测任务：作为目前国内VLIB台站中唯一具备43G频段观测能力的射电望远镜，它与韩国、日本的几个台站组成东亚VLBI网开展观测。天马望远镜的加入，使东亚VLBI的成图质量提高了53%。

上个月，世界首张黑洞照片公布，其中就有东亚VLBI网的贡献——获取7毫米、13毫米波段的图像，在一些精确参数的确定上，为最后结果给出了很好的约束条件。

“在天马望远镜的建设与运行过程中，最重要的是，我们发展起了一支优秀的人才队伍。”沈志强介绍，在整个系统的研发和应用中，共获得授权专利33项，发表论文143篇，培养了博士生15名、硕士生31名，“上海天文台先后有80多人参与到工作中”。

为了进一步扩大我国VLBI网的观测能力，近两年，上海天文台的科学家已多次去西藏选址，寻找一块无线电波的“净土”。“我们可能会在那里造一台新的射电望远镜。”沈志强说，天马望远镜研制过程中攻克的关键技术对今后大型射电望远镜研发有重要应用价值。

作者：首席记者许琦敏，图:袁婧
编辑：金婉霞
责任编辑：任荃、姜澎

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