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中國“天眼”明年建成:視野百億光年
中國“天眼”明年建成:視野百億光年
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  打開衛星地圖,貴州平塘縣的地貌好似布滿褶皺的大象皮膚。再提高分辨率,就能看到大大小小的漏斗天坑群。其中有一個就是科學家尋覓十載為這個最大望遠鏡找的家。FAST 項目饋源支撐系統總工程師孫才紅告訴記者,選址大窩凼有三方面原因,一是地貌最接近 FAST 的造型,工程開挖量最小;二是這里的喀斯特地質可以保障雨水向地下滲透,不會在表面淤積而損壞和腐蝕望遠鏡;

  三是射電望遠鏡需要一處靜土,大窩凼附近 5 千米半徑之內沒有一個鄉鎮,無線電環境理想。

  FAST 周圍三座山峰呈三足鼎立之勢,每座距離都在 500 米左右,中間的洼地猶如一個天然的鍋架,剛好穩穩地盛下 FAST 這口大鍋。孫才紅說。

  23 日,我國建設的世界最大單口徑球面射電望遠鏡的重要設備反射面單元面板第一批 1000 個單元就位,開始在貴州省黔南進行現場拼裝。

  一直在貴州省平塘縣克度鎮金科村大窩凼洼地建造的 500 米口徑球面射電望遠鏡(FAST),有 30 個足球場大的接收面積,是迄今為止人類建造的最大單口徑射電望遠鏡。與號稱地面最大的機器的德國波恩 100 米望遠鏡相比,靈敏度提高約 10 倍;與被評為人類 20 世紀 10 大工程之首的美國阿雷西博望遠鏡(直徑 350 米)相比,其綜合性能提高約 10 倍,在未來 20~30 年將保持世界一流設備的地位。

  2016 年,這個世界最大的射電望遠鏡建成后,我國空間測控能力將由月球同步軌道延伸到太陽系外緣。

  FAST 能望多遠?可捕捉到百億光年外的星際信號

  射電望遠鏡,可不是肉眼觀測的普通望遠鏡,它是當今世界上最頂尖級的太空望遠鏡。射電,是比紅外線頻率更低的電磁波段。射電望遠鏡,跟收衛星信號的天線鍋類似,通過鍋的反射聚焦,把幾平方米到幾千平方米的信號聚拢到一點上。

  由于來自太空天體的無線電信號極其微弱,半個多世紀以來所有射電望遠鏡收集的能量尚翻不動一頁紙。要想獲得更遠、更微弱的射電,閱讀到宇宙深處的信息,就需要更大口徑的射電望遠鏡。

  專家們指出,與德國波恩 100 米望遠鏡相比,FAST 靈敏度提高約 10 倍。這意味著,遠在百億光年外的射電信號,FAST 也有可能捕捉到。

  有哪些獨到之處?突破了射電望遠鏡的百米極限

  洼坑內鋪設數千塊單元組成 500 米球冠狀主動反射面,球冠反射面在射電源方向形成 300 米口徑瞬時拋物面,使望遠鏡接收機能與傳統拋物面天線一樣處在焦點上。

  同時,采用輕型索拖動機構和并聯機器人,實現接收機的高精度定位。由于自重和風載引起形變的限制,傳統全可動望遠鏡的最大口徑只能做到 100 米。FAST 突破了射電望遠鏡的百米極限,開創了建造巨型射電望遠鏡的新模式。

  這口 500 米口徑的大鍋,還是口名副其實的變形金鍋。"變形金鍋會動。FAST 的索網結構可以隨著天體的移動自動變化,帶動索網上活動的 4450 個反射面板產生變化,足以觀測到任意方向的天體,同時,饋源艙也隨索網一同運動,采集反饋信息。面板單元技術總師、中國電科研究員級高級工程師鄭元鵬說。

  FAST 能夠把近 30 個足球場這么大的接收面積里收集的信號,聚集在藥片大小的空間里。

  能否看到外星人?若真的有就可能被探測接收到

  FAST 的靈敏性很高,那么它能接收到遙遠的世界里發過來的極其微弱的外星人的信號,甚至找到外星人么?

  FAST 能從宇宙的今天看到很遠的地方去,有助揭開宇宙起源之謎,甚至是地外文明。中國天文學會理事長、中國科學院院士武向平說。

  中國天文學會會員、天津市天文學會理事史志成表示,FAST 將探測宇宙中遙遠的信號、物質,例如電磁波、微波、激光、宇宙中的各種氣體、有機物、星際物質、恒星等的輻射信息。它將對脈沖星、類星體等各種暗弱輻射源進行更精密觀測,對它們的物質結構、產生機制進行深入探索,有望對認識宇宙起源與演化過程作出貢獻。

  宇宙中的生命體或高智商外星人若存在,他們的產生、遺留之信息,若存在于浩瀚天宇中,也有可能被 FAST 探測并接收到。史志成說。

  工程主要數據

  7 億元:工程投資超過 7 億元。

  500 米:FAST 的口徑達 500 米,是目前世界建成和在建的最大單口徑球面射電望遠鏡。

  30 個:接收面積相當于 30 個足球場大小。

  1600 米和 5600 噸:整個鋼結構圈梁長度達到 1600 米,消耗鋼材 5600 噸,總工程量相當于1/4 個鳥巢。

  9000 根和 1300 噸:FAST 反射面索網結構,將由近 9000 根高精度高強度鋼索連接而成,在半空中形成 1300 噸重的鋼質索網。

  4600 塊:FAST 反射面是由超過 4600 塊的主動反射單元拼裝在索網上,形成球形反射面。

2015-08-23 08:57

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