摘要:需要用高灵敏度的麦克风增强歌声音量,然后再开启麦克风 “人声增强” 功能,过滤掉风声、车鸣等干扰滤波,将原始歌声降至适合手机处理的音调,最后将降调后的歌声保存、修复,生成高清音频。
你以为仰望星空只是看星星闪烁?
其实中国科学家早已把 “耳朵” 伸到了宇宙深处。
从过去跟着国际团队 “蹭数据”,到如今全球一半以上的新脉冲星由中国发现。
中国射电天文只用了三十年,就完成了从 “听不清” 到 “听得最远、最细” 的逆袭!
射电望远镜的外形往往像一口巨大的 “大锅”,就拿中国科学院新疆天文台南山观测站的26米射电望远镜来看。
这口“大锅”仅仅是望远镜的一部分,它的作用相当于手机的摄像头,负责汇聚宇宙中的电磁波。
但要将这些汇聚起来的电磁波进
一步传输到电脑终端,变成科学家可以直接分析的信号,就离不开焦平面处放置的接收机。
接收机一般由喇叭馈源、正交模耦合器、低噪声放大器、滤波器、混频器等器件组成。
整体的工作运行就像是站在离演唱会舞台800米远的位置,用手机清晰地录制歌手的声音原理一样。
需要用高灵敏度的麦克风增强歌声音量,然后再开启麦克风 “人声增强” 功能,过滤掉风声、车鸣等干扰滤波,将原始歌声降至适合手机处理的音调,最后将降调后的歌声保存、修复,生成高清音频。
在望远镜焦平面接收到的信号纷繁复杂,包含卫星通信、移动通讯、广播电视等诸多干扰信号。但接收机却能将这些信号处理得游刃有余,它就像一位高能的 “信号解码中心”,能够精准地从众多 “信号包裹” 中取出有价值的 “数据礼物”。
自1993年底建成投入使用以来,南山 26 米射电望远镜已经分类拆解了宇宙中各式各样的 “信号包裹”。
而中国科学院新疆天文台微波接收机实验室于201 年自主研制的1.3厘米波段双极化制冷接收机,更是为该台在分子谱线、活动星系核和 VLBI 观测领域的研究提供了有力支撑,助力取得多项重要突破及成果。
不仅如此26 米射电望远镜的建成使用,还使得中国科学院新疆天文台成为我国脉冲星实测领域最早的观测基地,为中国脉冲星研究打造了重要 “数据库”。
谁能想到二十年前中国的接收机还得依赖进口,不仅价格昂贵,关键参数还被 “卡脖子”。
但中国科学院新疆天文台的科研团队偏不信这个邪,从 2000 年开始扎根实验室,一点点攻克低温制冷、低噪声放大的核心技术。
2011 年,他们自主研制的1.3 厘米波段双极化制冷接收机一问世就惊艳国际:噪声温度控制在 10K,和当时世界顶尖的 ALMA 望远镜接收机水平持平,而成本仅为进口设备的三分之一。
更牛的是中国在相控阵接收机领域直接实现了 “弯道超车”。
2025 年8月,为奇台 110 米口径射电望远镜量身打造的 20 厘米波段低温相控阵接收机完成测试 它把上百个微型天线单元塞进低温舱,噪声温度再降 30%,能同时 “盯紧” 19 个天区,相当于 19 台传统接收机同时工作。
而 “中国天眼” FAST 配备的1.4GHz 多波束接收机,更是让银河平面巡天效率提升 10 倍,仅用三年就发现了75 颗毫秒脉冲星,比全球其他望远镜同期发现的总和还多。
202 年9月,依托嫦娥七号鹊桥二号中继星构建的“爱神”系统,在5.5倍地球直径的超长基线上,成功捕捉到了天体射电辐射干涉条纹。
这相当于在月球和地球之间架起了一座 “超远程无线电桥梁”,而这套系统的核心接收机,从设计到制造全程由中国团队自主完成,将航天器跟踪精度提升了一个数量级。
现在中国不仅能 “听” 宇宙,还能在深空探测领域给全球立标准。
射电望远镜接收机技术日新月异,其灵敏度、带宽和视场的持续突破。
不仅能有效提升观测效率,还将为大尺度巡天、中性氢成图、快速射电暴搜寻等科学目标的实现提供重要支撑。
中国天眼 FAST,全称500米口径球面射电望远镜,是当今世界上最大单口径、最灵敏的射电望远镜。
它能够捕捉宇宙中更微弱的信号,探测到更暗弱的天体,帮助人们破解宇宙奥秘。
而中巴合作的BINGO射电望远镜项目也在积极推进中。目选址巴西建将造一架专门用于观测宇宙中性氢气体的大型单口径射电望远镜,探测宇宙深处发射来的重要信号。
中国团队在该项目中承担了BINGO理论模板、强前景干扰扣除算法以及望远镜基建等核心任务。
同时中国在南极的射电天文观测也取得了重要进展。中国第41次南极考察队在南极中山站部署了一套大口径自动跟踪的光学望远镜和新的天文观测仓,并对射电天文望远镜接收机系统进行了升级,升级后能够实现更高频率的电磁信号观测,为全球化太空治理提供了有力支持。
未来随着科技的不断进步,接收机的性能将得到进一步提高,人类有望倾听更精细的宇宙 “声音”,揭开更多宇宙的神秘面纱。
让我们一起期待,在科学家的努力下,宇宙的奥秘能够被一一解读,人类对宇宙的认知能够不断拓展。
信息来源:“光明网”——(助力全球化太空治理 我国南极中山站打造极地空间监测“利器”)
来源:靳律法谈