酷發明/大陸「天眼」明年建成 視野百億光年

陸「天眼」明年建成。

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。再提高解析度,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』。

根據重慶晨報報導,FAST專案饋源支撐系統總工程師孫才紅告訴記者,選址『大窩窞』有三方面原因,一是地貌最接近FAST的造型,工程開挖量最小;二是這裡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』,『大窩窞』附近5千公尺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公尺左右,中間的窪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。

大陸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』,23日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『大窩窞』窪地建造的500公尺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公尺望遠鏡相比,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公尺)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後,大陸空間測控能力將由月球同步軌道延伸到太陽系外緣。

中國『天眼』明年建成:視野百億光年

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,透過鍋的反射聚焦,把幾平方公尺到幾千平方公尺的信號聚攏到一點上。

由於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』到宇宙深處的資訊,就需要更大口徑的射電望遠鏡。

專家們指出,與德國波恩100公尺望遠鏡相比,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。

中國『天眼』明年建成:視野百億光年

有哪些獨到之處? 突破了射電望遠鏡的百公尺極限

窪坑內鋪設數千塊單元組成500公尺球冠狀主動反射面,球冠反射面在射電源方向形成300公尺口徑瞬時拋物面,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,採用輕型索拖動機構和並連線器人,實現接收機的高精度定位。由於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公尺。FAST突破了射電望遠鏡的百公尺極限,開創了建造巨型射電望遠鏡的新模式。

這口500公尺口徑的大『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,採集反饋資訊。』面板單元技術總師、大陸電科研究員級高級工程師鄭元鵬說。

FAST能夠把近30個足球場這麼大的接收面積裡收集的信號,聚集在藥片大小的空間裡。

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,那麼它能接收到遙遠的世界裡發過來的極其微弱的『外星人』的信號,甚至找到『外星人』麼?

『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、鐳射、宇宙中的各種氣體、有機物、星際物質、恆星等的輻射資訊。它將對脈衝星、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、遺留之資訊,若存在于浩瀚天宇中,也有可能被FAST探測並接收到。』史志成說。

工程主要資料

7億元人民幣:工程投資超過7億元人民幣。

500公尺:FAST的口徑達500公尺,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:接收面積相當於30個足球場大小。

1600公尺和5600噸:整個鋼結構圈梁長度達到1600公尺,消耗鋼材5600噸,總工程量相當於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。

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