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復合材料助力南非射電望遠鏡次反射器項目

近期,全球工程和技術支持公司Eosol集團與復合材料結構開發公司Compoxi合作,共同為SKA天文臺的中頻望遠鏡(SKA-Mid)建造超過250個4.5米的復合材料次反射器。該望遠鏡正在南非建設,這是迄今為止授予西班牙公司的最大合同。

復合材料助力南非射電望遠鏡次反射器項目

SKA天文臺是一個由來自五大洲的成員國組成的政府間組織,總部位于英國。其任務是通過建設和運營射電望遠鏡,推動我們對宇宙科學的理解,特別是關于星系的形成與演化、極端環境下的基礎物理以及生命起源等方面的研究。這兩個射電望遠鏡正在南非和澳大利亞建造,分別由數百個碟形反射器和數千個天線組成。
次反射器(Sub-reflector)是望遠鏡的關鍵組件之一,它將主反射器收集的信號聚焦到信號接收器,從而開始信號處理過程。每個次反射器的直徑為4.5米,由復合材料制成,并經過金屬化處理以滿足項目對電磁和機械性能的要求。
次反射器的材料選擇通常集中在碳纖維復合材料,因為它具有極高的強度重量比、剛性和耐用性,能夠在惡劣環境下保持性能穩定。此外,為了確保電磁反射性能,次反射器的表面通常會經過金屬化處理,例如鍍鋁或鍍銅,以提升信號反射效率。制造過程中,多采用自動纖維鋪放(AFP)等高精度工藝,確保結構的輕量化和表面精度,同時確保其在面對高風壓和溫度變化時的穩定性
SKA-Mid中頻望遠鏡將在南非擁有197個碟形反射器,而澳大利亞的低頻望遠鏡(SKA-Low)將包含131,072個天線,遍布74公里。這些望遠鏡的規模和大量的天線及碟形反射器,將帶來分辨率、靈敏度和觀測速度的顯著提升,使天文學家能夠更加詳細地觀察宇宙。

復合材料助力南非射電望遠鏡次反射器項目

SKA項目碟形反射器項目經理Mark Harman表示:“SKA-Mid的次反射器設計在技術上極具挑戰性,其表面需要高度精確,以將微弱的天文信號精確反射到檢測器。此外,它必須足夠堅固以抵御環境條件的影響。”
射電望遠鏡的建設正在進行中,預計2026年底將開始進行初步的科學驗證,隨著未來6年的建設推進,其科學能力將逐步提升。

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