射电天文学的变革：孔径阵列——过去、现在与未来

我回顾了孔径阵列的早期发展及其在射电天文学中的作用。还考虑了这项技术在20世纪60年代末的消亡，以及抛物面天线兴起的原因。简要介绍了与安提基特拉机械（见本会议录）作为失传技术的相似之处。当建造一个收集面积为一平方公里的巨大射电望远镜（平方公里阵列，SKA）的想法出现时，孔径阵列重新进入了射电天文学的世界。巨大的ICT技术进步在能力、灵活性和可靠性方面改变了孔径阵列。在20世纪90年代中期，ASTRON开始开发和试验用于射电天文学的第一个高频孔径阵列单元——AAD、OSMA、THEA和EMBRACE。在这些努力的推动下，用于射电天文学的相控阵馈源（PAF）被发明出来，而LOFAR本身作为下一代望远镜和SKA的主要先导设备出现。与此同时，孔径阵列为射电天文学提供的相同优势已经在许多不同的民用和军事应用中使抛物面天线过时。来自LOFAR和其他孔径阵列（MWA、LWA和PAPER）的首次调试结果表明，这种技术可以在射电频谱的两个数量级上、在高达至少1.5 GHz的频率上变革射电天文学。这种“射电天文学的再发明”对完整SKA的设计和形式具有重要意义。建造一个仅仅是“VLA的增强版”的SKA是远远不够的。就像安提基特拉机械本身一样，我们必须让未来的天文学家惊叹——他们和当代天文学家理应得到更好的。