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fast望远镜 以“FAST”解读中国“观天巨眼”FAST望远镜

2022-02-15 12:03社会

中新社贵州平塘11月22日电正在中国贵州建设的世界最大射电望远镜迎来了——FAST项目馈源支撑系统的联合调整,标志着整个项目的结束。22日,记者采访了相关专家,用“F”“A”“S”“T”解读了这只“看天空的巨眼”。太棒了:有钱

在4500万年前形成的一个巨大天坑中建造了一台单孔径射电望远镜,试图回答更遥远的问题,如宇宙演化、脉冲星探测和星际分子。

“FAST建成后,将具有世界领先的绝对灵敏度,能够以高灵敏度探测宇宙中物质的主要成分。预计发现的脉冲星数量是人类已知的两倍,在广义相对论和引力波探测方面有可能取得重大突破。”中国科学院国家天文台FAST项目副总工程师孙说。

1967年,人类发现了一颗高速旋转的中子星,类似于海边的灯塔。旋转的光束扫过地球,它被称为脉冲星。目前探测到的约2000颗脉冲星属于银河系,FAST将瞄准其他星系。通过监测21厘米的弱电磁波,FAST有望找到中性氢云的“线索”,进而了解星系间相互作用的细节,探索宇宙的发展历史。

由于科幻小说的演绎以及1974年美国阿雷西博望远镜将科学家设计的图像语言信息发送到距离地球2400光年的大力神球状星团M13,FAST也被解读为“外星人”接触的新手段。

FAST feed支撑系统总工程师朱告诉中新社,寻找地外文明只是最后的科学目标,FAST主要是寻找更多的奇异天体,提供更多更好的观测统计样本,更可靠地检验现代物理学和天文学的理论和模型。

准确:准确

FAST的基本原理类似于普通的泛星天线,即抛物面反射信号和馈源接收信号。然而,对于一个直径500米,几乎相当于30个足球场的接收面积的锅来说,要听“雷声中的蝉”这样微弱的广播,需要毫米级的精度。

21日首次成功升起空的饲料舱就体现了这种精准。六个支撑塔中的每一个都“伸出”一根直径为13米、重量为30吨的柔性钢缆来悬挂进料舱。通过收放钢索,可以在直径207米、离地高度140-180米的球冠上按照科学家的要求移动。

朱说,一期调试将使馈源舱定位定姿误差小于48毫米。在调试的第二阶段,在进给舱内放置并联机器人,使得FAST可以实现高精度的指向和跟踪,误差降低到10 mm。

精确度也反映在反射面板上。边长在10.2米至12.4米之间的反射面单元有400多个,每个反射面单元由100个不同形状的较小单元拼接而成。研究团队控制了一个拥有百万个1毫米以上组件的子单元的表面精度。每个反射面都可以聚焦,使其灵敏度是阿雷西博望远镜的两倍多,是德国波恩100米望远镜的10倍。

聪明:聪明

孙表示,FAST的特点是便携性。比如,独立提出建设轻型索承式馈源平台,与阿雷西博望远镜等传统做法不同,将馈源舱平台从近万吨减少到30吨。

这种“观天巨眼”也很灵活。科学家采用由8895根钢索和4450块反射板组成的球冠索膜结构,相当于在钢索“网袋”上拼接一面球形发射镜,通过控制钢索可以实现反射镜的连续变形。

经过近四年的时间,专家们也研制出了铝合金制成的帘式移动光缆,可以像拉窗帘一样,使电缆和光缆随着绳索长度的变化而伸缩。从空俯瞰,FAST巧妙地“镶嵌”在圆形天然岩溶洼地“大洼塘”中——这是科学家从400多个备选洼地中精心挑选出来的,其地质条件保证了雨水流向地下。附近5公里半径内没有乡镇,无线电环境比较理想。

巨大:巨大

“FAST将于2016年9月完成,并将在未来20到30年内保持其世界级设备的地位。”FAST项目常务副总经理、国家天文台副台长郑小年说。

记者绕着FAST上缘周长1.6公里的白色环形光束走了一圈,花了40分钟“测量”射电望远镜的刻度。郑小年介绍,这里开挖土石方90万立方米,修建引道7公里。

记者还注意到,不久前在加拿大召开的SKA国际大科学工程天线工作包联盟董事会会议,批准了中国提出的SKA天线设计方案。SKA将成为世界上最大的综合孔径射电望远镜,其灵敏度是现有地面最大射电望远镜阵列的50倍,可以探测50光年外的行星信号。

  “FAST曾被作为SKA的先导模型而提出,后来‘大口径而个数少’与‘小口径而个数多’这两条思路分离。我们找到天然大坑,又有合适的技术路线。”朱文白说,FAST的光缆技术未来也有可能用于SKA,为天文探测作出更多贡献。

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