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世界最大单体射电望远镜今在贵州竣工运行~~~
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2016年09月25日 星期日 放大 缩小 默认   
世界最大单体射电望远镜今在贵州竣工运行
“天眼”开目 可看到176亿光年外
程绩
■ 在观景平台俯瞰FAST全景 特派记者 程绩 摄
  特派记者 程绩

  (发自贵州平塘)

  今天,全世界的目光聚焦在贵州黔南的巍峨群山中,世界上最大单体射电望远镜工程——FAST射电望远镜,经过5年半的建设,正式竣工运行。

  通过这个直径500米、面积有30个足球场的“天眼”,将可以观测到176亿光年外的宇宙空间,它将协助人类“触摸”来自外太空传来的微弱,探索宇宙的奥秘。

  “FAST将是接受外星信息的‘手机’、研究神秘物质的‘耳朵’,也是未来星际航行的‘眼睛’。”中国国家天文台FAST工程副总工艺师孙才红说。

  神秘天坑里安装世界“天眼”

  记者从贵阳前往平塘县大窝凼洼地FAST射电望远镜所在地,180公里的距离车行顺畅,约两个半小时抵达。而1995年,当中国国家天文台牵头立项FAST的时候,从贵阳到平塘县只有一条蜿蜒陡峭的山路,到克度镇更是只能徒步。

  “这就是超级工程带给我们老百姓的福利。”54岁的杨天明生长在大窝凼,2009年他与其他11户村民成为第一批因FAST项目迁出的村民。

  在平塘县,当地人都叫不惯FAST这个有些拗口的名字,而是给它取了一个颇为形象的名字:天眼。

  从观景台上俯瞰,FAST巧妙地“镶嵌”在浑圆的天然喀斯特洼地“大窝凼”里——这是科学家从400多个备选洼地里精挑细选,最适合硕大“天眼”的深深的“眼窝”。

  平塘拥有世界最大的天坑群,而大窝凼洼地就在其核心区,为什么“天眼”要建造在天然的巨型山坳中?FAST工程相关负责人解释,“按照当前的工程技术和材料科学,根本无法找出足够强度的底座支架来承受FAST的重量,因此只好选择天然洼坑,固定在山窝上。而这种地貌只发育在喀斯特地区。”

  记者绕着围在FAST上沿、周长1.6公里的白色圈梁步行一圈,用了40分钟“丈量”射电望远镜的规模。国家天文台副台长郑晓年介绍,“5年多来,这里开挖出90万方土石,修建了7公里的进场道路。”

  在现场观察,FAST所在的华南喀斯特区地貌资源十分奇特,“十里不同天,一山不同族”,当地苗族人自豪地介绍,过去这里是顶级探险家最爱的圣地,他们评价这里的地形就像“魔方”。

  毫米级精度聆听宇宙声音

  FAST的基本原理与人们常见的锅式卫星天线相似,即抛物面反射信号、馈源接收信号。但让一口直径500米、几乎相当于30个足球场的接收面积的“锅”,去聆听宛如“雷声中的蝉鸣”那般微弱的射电,需要毫米级精度。

  射电辐射观测宇宙,开创了通过无线电波研究天体的新纪元,极大拓宽了人类对于宇宙的观测范围,由于无线电波可以穿透宇宙中大量存在而光波又无法通过的星际尘埃物质,因而射电望远镜可以透过星际尘埃,观测更遥远的未知宇宙,也可以对已知星际世界做更深入的了解。

  “FAST建成后将拥有世界领先的绝对灵敏度,能够高灵敏地探测宇宙中物质的主要成分。预期发现的脉冲星数量是人类已知的两倍,有可能在广义相对论和引力波探测方面取得重大突破。”中国科学院国家天文台FAST工程副总工艺师孙才红介绍说,FAST的灵敏度是著名的德国波恩100米望远镜的10倍。

  FAST不仅巨大,而且很灵活,科学家们用8895根钢索和4450块反射面板组成的球冠型索膜结构,相当于在一个钢索“网兜”上拼接出球形发射镜面,通过控制钢索就可实现镜面连续变形。

  FAST馈源支撑系统总工程师朱文白说,FAST主要是为搜寻更多奇异天体,提供更多更好的观测统计样本,更可靠地检验现代物理学、天文学的理论和模型。而普通的天文爱好者则更希望它来寻找地外文明——发现外星人。无论是哪个计划,天眼的观测目标都是瞄向目前天文学领域最难的谜题。

  创奇迹工程吸引全球目光

  在世界最顶级的NASA天文论坛,FAST从建造开始,就不断吸引着全世界天文爱好者的关注,建成后的照片在其官方社交账号上的浏览数量超过3000万,超过10万次点赞和评论,很多人都对这个建造在天坑里的天眼表达赞叹,“这真是一个奇迹”。

  记者在现场采访了解到,25万平方米的反射面板,由4450个边长在10.2米至12.4米之间的反射面单元分为400多种,每个反射面单元又由100个形态各异的更小单元拼接而成,安装在巨大的索网上,工程团队需要将构件数量达上百万件的单块子单元表面精度控制在1毫米以上,比目前世界上最先进的美国阿雷西博望远镜提高近2.5倍,可将我国空间测控能力由月球延伸到太阳系外缘,把深空通讯数据下行速率提高几十倍,并在今后20-30年的时间里保持世界一流的水平。

  FAST周围是6个巨大的支撑塔,每一个支撑塔各“伸”出一条柔性钢索,将直径13米、重30吨的馈源舱悬吊在半空。通过收放钢索,使它能够在距离地面高140—180米、直径为207米的球冠面上按照科学家的要求运动。国家天文台专家告诉记者,FAST通过我国自主提出的建造方法,将馈源舱平台从近万吨降至30吨。

  在FAST装置现场综合楼总控室,工作主机及现场监测控制屏幕已经开始工作,每天FAST将接受的预计约两个T的信息传输到这里,进行储存和处理,并且发送到北京和贵阳的数据处理中心进行分析研究。

  值得一提的是,FAST是一个国际合作的超级工程,馈源舱的关键设备之一“超宽带制冷接收机”是由国家天文台与美国加州理工学院合作研制,7台世界上最先进的接收机,有两台是我国与国外合作研制的。

  9月26日起,FAST所在的天文科普旅游文化园,将有限制地对公众开放,每天游客限量2000人,而为了保证FAST的精准运行,游客将不能携带手机、数码相机、智能手环、对讲机等电子设备。

     
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“天眼”开目 可看到176亿光年外
世界第一望远镜的“打开方式”
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