2016年6月23日,從觀景臺(tái)上拍攝的建設(shè)中的射電望遠(yuǎn)鏡饋源艙,。
7月3日上午10時(shí)許,在貴州省黔南布依族自治州平塘縣克度鎮(zhèn)金科村“大窩凼”洼地,,隨著中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)嚴(yán)俊一聲令下,,世界最大的單口徑望遠(yuǎn)鏡FAST的最后一塊反射面單元在隆隆的鞭炮聲中緩緩起吊,在完成了二次空中轉(zhuǎn)接并用纜索吊下滑到指定位置后,,被順利安裝在索網(wǎng)上,。
這標(biāo)志著“觀天巨眼”FAST的主體工程順利完工!
FAST的英文全稱(chēng)為“Five-hundred-meterAperture Spherical radio Telescope”,,漢語(yǔ)即“500米口徑球冠狀主動(dòng)反射球面射電望遠(yuǎn)鏡”,。作為我國(guó)重要的大科學(xué)裝置,F(xiàn)AST是“十一五”國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目,,旨在建造世界第一大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡,,以實(shí)現(xiàn)大天區(qū)面積,、高精度的天文觀測(cè)。
FAST將大大提升我國(guó)空間探測(cè)能力
根據(jù)建設(shè)規(guī)劃,,F(xiàn)AST將被應(yīng)用于尋找和研究宇宙中的脈沖星等方面,。專(zhuān)家介紹,脈沖星就像天體物理實(shí)驗(yàn)室,,可以研究一些特殊天體物理和宇宙演化現(xiàn)象,。如果發(fā)現(xiàn)脈沖星與黑洞組成的雙星系統(tǒng),科學(xué)家可以利用脈沖星去研究黑洞周?chē)鷷r(shí)空,。此外,,脈沖星也是非常精準(zhǔn)的時(shí)鐘,,對(duì)于深空探測(cè)具有重要意義,。
事實(shí)上,,脈沖星,、類(lèi)星體,、星際有機(jī)分子等重要天文發(fā)現(xiàn)都與射電望遠(yuǎn)鏡有關(guān),。諾貝爾獎(jiǎng)歷史上明確基于天文觀測(cè)的10項(xiàng)獲獎(jiǎng)成果中,,有6項(xiàng)出自射電望遠(yuǎn)鏡,。此外,,500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡的建成使用,,可以將我國(guó)空間測(cè)控能力由月球同步軌道延伸到太陽(yáng)系邊緣,將為我國(guó)火星探測(cè)等深空研究奠定重要基礎(chǔ),。
2016年6月23日,,高空俯瞰500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡,。
FAST射電望遠(yuǎn)鏡到底有多牛?
獨(dú)門(mén)絕技一:大口徑看得遠(yuǎn)
射電望遠(yuǎn)鏡最重要的指標(biāo)參數(shù)就是靈敏度,。靈敏度越高,,望遠(yuǎn)鏡探測(cè)微弱無(wú)線(xiàn)電的能力越強(qiáng)。而要想提高靈敏度,,就需要擴(kuò)大射電望遠(yuǎn)鏡的口徑,。FAST的口徑達(dá)到了世界之最——500米。理論上說(shuō),,F(xiàn)AST能接收到137億光年以外的電磁信號(hào),,這個(gè)距離接近于宇宙的邊緣。
據(jù)中科院國(guó)家天文臺(tái)副臺(tái)長(zhǎng)鄭曉年介紹,,F(xiàn)AST突破了射電望遠(yuǎn)鏡的百米極限,,相當(dāng)于30個(gè)足球場(chǎng)那么大。在FAST建成以前,,世上已存的最大射電望遠(yuǎn)鏡有兩個(gè):一個(gè)是號(hào)稱(chēng)“地面最大的機(jī)器”的德國(guó)波恩100米望遠(yuǎn)鏡,,一個(gè)是被評(píng)為人類(lèi)20世紀(jì)十大工程之首的美國(guó)阿雷西博300米望遠(yuǎn)鏡,。
FAST建成后,其靈敏度將比德國(guó)波恩100米望遠(yuǎn)鏡提高約10倍,,綜合性能將比美國(guó)阿雷西博300米望遠(yuǎn)鏡提高約10倍,。作為世界最大的單口徑望遠(yuǎn)鏡,F(xiàn)AST有望在未來(lái)20~30年保持世界一流設(shè)備的地位,。
獨(dú)門(mén)絕技二:靈活自如的巨眼
根據(jù)FAST的工作原理,,當(dāng)它觀測(cè)天體時(shí),會(huì)隨著天體的方位變化,,在其500米的球冠狀主動(dòng)反射面上實(shí)時(shí)形成一個(gè)300米直徑的瞬時(shí)拋物面,,并通過(guò)這個(gè)300米的拋物面來(lái)匯聚電磁波。
形象地來(lái)說(shuō),,如果把FAST比作一只巨大的眼睛,,那么這只巨眼的眼球直徑就有500米,而負(fù)責(zé)接收光線(xiàn)的眼珠直徑就有300米,。FAST就是靠這個(gè)巨大靈活的眼珠來(lái)匯聚電磁波,、觀測(cè)深空。
獨(dú)門(mén)絕技三:毫米精度
FAST的設(shè)計(jì)目標(biāo),,是把覆蓋30個(gè)足球場(chǎng)的信號(hào),聚集在藥片大小的空間里,,否則,,就無(wú)法監(jiān)聽(tīng)到宇宙中微弱的射電信號(hào)。500米的結(jié)構(gòu),,處處都是頭發(fā)絲般毫米級(jí)的精度要求,。用來(lái)編織索網(wǎng)的7000多根手臂般粗細(xì)的鋼纜,每一根的加工精度都被控制在一毫米以?xún)?nèi),;最終的500米口徑的天線(xiàn)精度是三個(gè)毫米,,每一塊小面板的制造精度是1.5個(gè)毫米。
獨(dú)門(mén)絕技四:深空獵手
首先,,F(xiàn)AST能夠沖出銀河系,,尋找新星,特別是快速旋轉(zhuǎn),、密度極高的脈沖星,,F(xiàn)AST期望第一年就找到50-80顆銀河系外的脈沖星。
FAST還可能觀察到早期宇宙的蛛絲馬跡——中性氫云團(tuán)的運(yùn)動(dòng),,掌握星系之間互動(dòng)的細(xì)節(jié),,揭秘宇宙的起源和演化。類(lèi)似的道理,,F(xiàn)AST還能監(jiān)聽(tīng)到一些太空有機(jī)分子發(fā)出的獨(dú)特電磁波,,搜索可能的星際通訊信號(hào)和外星生命,。
2015年11月26日,,尚在建設(shè)中的射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)。
延伸閱讀
什么是射電望遠(yuǎn)鏡,?
1932年,,美國(guó)無(wú)線(xiàn)電工程師卡爾·央斯基(KarlGuthe Jansky,1905-1950)用無(wú)線(xiàn)電天線(xiàn)探測(cè)到了來(lái)自銀河系中心(人馬座方向)的射電輻射,,人類(lèi)打開(kāi)了傳統(tǒng)光學(xué)波段之外進(jìn)行天文觀測(cè)的第一個(gè)窗口,。
射電望遠(yuǎn)鏡通過(guò)接收來(lái)自宇宙中的電波信號(hào)來(lái)獲取并分析各種信息。射電望遠(yuǎn)鏡由定向天線(xiàn)或天線(xiàn)陣,、饋電線(xiàn),、高靈敏度接收機(jī)和記錄儀等部分組成。天線(xiàn)或天線(xiàn)陣將收集到的天體電波,,經(jīng)過(guò)饋電線(xiàn)送到接收機(jī)上,;接收機(jī)具有極高的靈敏度和穩(wěn)定性,它將微弱的天體電波高倍放大后進(jìn)行檢波,,再將高頻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榈皖l形式記錄下來(lái),。
射電望遠(yuǎn)鏡按天線(xiàn)結(jié)構(gòu)的不同可分幾個(gè)類(lèi)型,如拋物面天線(xiàn),,射電干涉儀,,甚長(zhǎng)基線(xiàn)干涉儀和綜合孔徑系統(tǒng)等。這些技術(shù)是20世紀(jì)60年代后發(fā)展起來(lái)的,。
2014年7月23日,,建設(shè)中的世界上最大單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)工程,從底部眺望漫天星辰,。