天马行空录第30期.pdf

行空录 主办单位：中国科学院上海天文台 2021 年 9 月 30 日 第 30 期 总第 30 期 【领导关怀】探月与航天工程中心主任刘继忠考察调研天马望远镜 2021 年 7 月 15 日，探月与航天工程中心主任、探月工程和首次火星探测副总指挥刘继忠一行考察调研 上海天文台 VLBI 指控中心与天马 65 米口径射电望远镜运行情况。 上海天文台台长沈志强致欢迎辞，介绍上海天文台的发展历程，总结上海天文台在“十三五”期间的重 大科研成果产出，并展望“十四五”期间各项重点工作。洪晓瑜研究员介绍 VLBI 测轨分系统在探月工程 “绕、落、回”和我国首次火星探测“天问一号”等任务中所发挥的作用。 刘继忠主任肯定了上海天文台在探月与深空探测任务中的作用，指出上海天文台能够在技术上、思路 上、方案上不断突破，一步一个台阶，非常好地完成了历次任务，切实服务于国家战略。希望上海天文台在 VLBI 测轨上充分布局，积极开展国际合作，继续在未来的探月四期、小行星探测、载人登月、太阳系边际探 测等任务中发挥重要作用，为航天强国、科技强国做出新的贡献。 图1 考察组登上 65 米口径射电望远镜并参观调研自动换馈机构平台 【科学观测动态】天马团组研究人员在星际前生命分子搜寻方面取得进展 天马望远镜团组研究人员与国内外研究人员合作，利用目前世界上最大的射电望远镜——阿塔卡马大型 毫 米 波 / 亚 毫 米 波 阵 列 (Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array, ALMA) ， 在 人 马 座 B2 （Sagittarius B2, Sgr B2, 见图 2）中首次探测到丙酰胺分子C2H5CONH2，这是目前在星际空间发现的最大的 类肽键分子。研究成果已在《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）发表。 肽键是蛋白质中普遍存在的特殊结构，也是蛋白质的特征结构，因此类肽键分子的观测对于星际蛋白质 形成的研究具有重要科学意义。此前在星际空间探测到的 200 多个分子中，只有 4 个类肽键分子，大大限制 了相关前生命分子形成的研究。 由于Sgr B2 中存在丰富的复杂有机分子，谱线之间的干扰非常严重，新分子的探测难度很大。研究人员 -1- 通过与热核分子的积分流量图像比较这一巧妙办法，找到了一个丙酰胺分子相对增丰的位置来证认丙酰胺分 子（图 3）。在这个位置上，共找到 6 条干净的发射线和 20 多条部分混淆的发射线，这些发射线的强度、速 度均与模型计算结果吻合。 这是天文学家首次在星际空间探测到丙酰胺分子。这一分子由 12 个原子组成，它不仅是星际空间探测 到的最大的类肽键分子，也是目前星际空间探测到的最大的星际分子之一。丙酰胺分子的发现表明更大的类 肽键分子，甚至更复杂的生命相关分子可能在恒星形成过程中形成并稳定存在。 注：叠加在丙酰胺分子的积分流量图（彩图）上。“X”标示了 Sgr B2(N1)和 Sgr N2(N1S)的位置，“〇”标示了 Sgr B2(N1E)， 即丙酰胺分子相对增丰的位置。 图2 像 SPITZER 和 VLA 望远镜观测的银河系中心的图 图3 13CH3CN 分子的积分流量图（等高线） 【技术维护与发展】K 波段七波束低温接收机研制进展 天马望远镜接收机项目组目前已完成了K波段七波束低温接收机的低温电子单元、常温变频单元、监控 单元、电源单元等子系统的集成与初步测试，如图 4 所示。通过冷热负载法完成了对接收机噪声温度测量， 初步测试结果表明接收机噪声温度在 20 K左右。 图 4 项目组成员与 K 波段七波束低温接收机系统集成的合影 图 5 K 波段七波束低温接收机的监控软件 -2- 另外，项目组完成了K波段七波束低温接收机的状态监控软件的设计，如图 5 所示。为保障后续低温接收 机的可靠性运行，该软件实现了K波段七波束低温接收机 14 个通道的工作状态监控，具体涉及：杜瓦真空度 实时读取；杜瓦内部核心器件工作温度实时读取；14 个通道低温低噪声放大器加电、断电指示以及各个低温 低噪声放大器工作电压、电流的实时读取；常温变频单元工作模式、中频带宽、本振频率的远程设置及当前 设置状态的实时读取。 天马望远镜K波段七波束低温接收机预计 2022 年上半年安装于天马望远镜并投入天文观测。 【技术维护与发展】天马望远镜监控系统升级 2016 年，项目组在天马望远镜上搭建了结构振动测量系统，此系统主要用于结构故障诊断和预报及监测 风载荷引起的结构振动。2021 年，项目组在该系统的基础上开发了天马望远镜振动感知系统，此系统通过对 天线上加速度传感器的数据采集和分析，提供警报以及远程、跨平台、多用户、实时监视功能。该系统的简 明拓扑图如图 6 所示。 该系统工作方式包括：1）利用 REFTEK 130 设备将原始数据采集到天马站的计算机中，再通过 SMB 协议 将数据目录共享到振动感知系统所在设备；2）原始数据的解析和存储主要由 Vibration Transporter 服务栈 实现，该服务栈具有服务跨平台、一键式配置及快速迁移等优点；3）vibration-sampler 将原始数据解析后 写入时序数据库 Influxdb，Influxdb 为 Grafana 提供时序数据服务，故 Grafana 可提供天马望远镜的振动状 态显示、振动数据下载、振动故障警报功能；4）综合以往发生故障时的监测数据，选择监视馈源处的振动情 况作为故障诊断的依据。利用该系统对以往发生故障时的监测数据，选择监视馈源处的振动情况作为故障诊 断的依据。利用该系统对 2017 年 7 月 30 日 17:00:14 发生故障时的数据进行测试，结果准确发出了警报，而 且经过 2021 年 6-8 月的试运行，目前尚未发现误报。后续将进一步改善用户体验与优化故障识别策略。 图6 天马望远镜振动感知系统的网络拓扑图与服务架构图 【技术维护与发展】天马望远镜主动面系统维护 2021 年 8 月 2 日至 8 月 30 日期间，天马望远镜主动面项目组开展了主动面系统的维护及改造工作，具 体如下： 1）针对主动面系统偶发的零点丢失的问题，将两个分区内 92 台促动器的原有的带增量型编码器的一体 -3- 式步进电机更换为带绝对编码器的一体式步进电机，从源头上避免了促动器掉电造成的零点丢失问题。 2）针对主动面系统的支撑板锈蚀问题，更换了两个分区内 96 台促动器的连接底板，并对相应的 96 块蘑 菇头连接板进行了现场打磨及喷漆等防锈处理。 3）针对主动面系统由于电缆老化或接触不良造成的通讯故障，更 换了两个分区的 100 根电缆。相比旧电缆而言，新电缆更软，屏蔽性 能更好，接触不良可能性更小。 4）为了进行位置比对，安装了 4 台带有拉线编码器的促动器。该 4 台特殊促动器的拉线编码器读数与促动器位置的比对结果，可作为主动 面系统零点丢失的判断依据。 5）针对主动面系统分控箱网络通讯偶尔出现的串口服务器失灵现 象，项目组进行了 24 个分控箱的远程电源控制模块的安装，之后就可 以在控制室完成各个分控箱的断电及重启工作。 6）针对原有的分控箱防雨罩出现的老化及破损现象，更换了 24 个 图 7 主动面系统维护现场施工 分控箱防雨罩。 图 【科学观测动态】天马望远镜参加国际联测情况 2021 年 5 月 27 日 至 6 月 18 日，天马望远镜参加了 EVN（欧洲 VLBI 网）Session II 的常规观测。分别 在 L、C、K 波段的条纹检测试验中得到条纹，并参与了随后的正式观测。 2021 年 6 月 22 日，天马望远镜参加了欧洲实时 VLBI（e-VLBI）观测，观测代码 RO018B，观测波段 L。 网络传输带宽 1 Gbps，成功取得干涉条纹。 2021 年 7 月 20 日，天马望远镜参加了 IVS（国际甚长基线干涉测量服务组织）组织的，代码为 APSG48 的观测，观测波段为 S/X，成功取得干涉条纹。 【短讯】 1、2021 年 9 月 5 日晚，进行观测时天马望远镜出现了异响。当天及时通报了天线制造厂家中国电子科 技集团五十四所。经检查，发现轴承内圈、外圈及滚柱全部有断裂现象。9 月 18 日召开了上海天文台与五十 四所的第一次线下会议，讨论维修方案。 2、为更好地开展天马望远镜前沿科学的研究，促进重大科学成果产出，在天文大科学中心专项经费的支 持下，上海天文台于 2021 年 8 月 20 日发布了《2021 年度天马望远镜重大成果培育项目征集通知》，同时启 动了项目申报工作。 【观测运行动态】观测情况统计 2021 年 7—9 月，天马望远镜总运行时间为 1 475 h，其中单天线观测 509 h，VLBI 观测 78 h，各项维 护及测试 888 h。 中国科学院上海天文台 [网址] http://shao.ac.cn/ 编 辑： 何雯婷 王彩虹 [地址] 上海市徐汇区南丹路 80 号 审 核：刘庆会 [邮政编码] 200030 签发：沈志强 -4-