探索宇宙奥秘的中国“天眼”——500米口径球面射电望远镜

灵雁聊情 2024-09-21 01:47:02

被誉为“中国天眼”的FAST射电望远镜是我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。相信我们的征途:星辰大海不再是梦!

中国“天眼”有多大?

记得刘慈欣小说中的和外界联系,看小说的时候就当消遣看看,有的人比较认真,真的给实现了!我想作者写的时候应该是非常了解物理前言的内容,用另一种视角也就是文学的角度介绍了,所以大家比较好接受!让我们看看天眼的模样,探索宇宙奥秘的形象。

据统计,沿着FAST的圈梁走一圈用时43分钟。“天眼”的“眼眶”是一圈钢铁结成的圈梁,登上圈梁往下看,巨大的天坑里,星罗棋布地排列着一个个“网结”。FAST的圈梁被50根6米到50米高低不等的钢柱支在半空,周长约1.6公里。FAST口径有500米,组成的球形反射面接收面积相当于30个足球场大小,反射面由4450个反射单元构成,总面积为25万平方米。

对于射电望远镜来说,口径越大看得越远,灵敏度越高。

近距离观察“天眼''会发现,铝合金反射面板上密布着无数孔洞。这些小孔有什么作用?以为非常的高大上,其实小孔就是用来减少风负载,提高透光率,透水性,应对地方的气候,同时让面板下面的草木得以生长,避免水土流失。

位于崇山峻岭间的天眼

中国“天眼”的视野有多远?怎么巡天?

据国家天文台FAST工程技术人员介绍说,探听地球之外的音讯,“天眼”的能力和其大小息息相关。简单来说,眼睛越大,看得越远。尤其特殊的是,这只“天眼”并非“死眼”,FAST的索网结构可以随着天体的移动自动变化,带动索网上活动的4450个反射面板产生变化,足以观测到更大天区的天体,同时,馈源舱也随索网一同运动,采集天体发射的无线电波。如同人类转动自己的眼珠,调整视线的指向,遥远的太空对它来说将不存在方向上的死角。具体来说,可以看到一半的银河系。 有专家介绍,哪怕是远在百亿光年外的射电信号,中国“天眼”也有可能捕捉到,还可能发现高红移的巨脉泽星系,实现银河系外第一个甲醇超脉泽的观测突破;用于搜寻识别可能的星际通讯信号,寻找地外文明等。

“中国天眼”的特点和独特优势推动我们创建更有挑战性的巡天模式,即多科学目标同时扫描巡天:脉冲星搜索、气体星系搜索、银河系中性氢成像和快速射电源搜索,将四大目标同时进行,构建出比较有效地扫描巡天模式,提供给全国的天文研究者,产生系统性的发现和重大突破。

工作原理

“中国天眼''的工作原理是把外太空的射电信号经过反射面反射聚焦到馈源舱,经过处理后再传回总控室。馈源舱可以说是“中国天眼''的“瞳孔'',它是“中国天眼''发射和收集电磁信号的核心设备。馈源仓对电压质量要求很高,435伏的额定电压波动不能超过正负0.5%,电压如果超过允许的波动范围,馈源仓就会启动保护程序。它的专用变电站是高规格的双电源供电。“中国天眼''满负荷运行启动观测1秒钟要用电约0.8度。

如何躲避风雨雷电?

针对贵州当地可能出现的极端雨雪、冰雹和雷暴天气,“天眼''如何躲避风雨雷电?

“天眼''都已做了相应准备,例如为避雷,给所有金属设备整体接地,一旦遭遇雷电能很快消散。另外该地区属于喀斯特地貌,有成熟的地下暗河网络与数量众多的溶洞,再给整个洼地打了至少600多个孔,简直成了一个“大筛子”。一旦下雨,水会很快地向地下渗透,可以避免积水对电子设备造成破坏。

科学家南仁东

南仁东:FAST望远镜之父,他的一生,以国家的需要开始,以国家的需要终结。他曾驰骋于国际天文界,得到多国青睐,却毅然舍弃高薪,回国加入中国科学院北京天文台。当时,他在国内一年的工资只等于在国外一天的工资。但北京天文台需要他,他就回来了。

南仁东胼手砥足20多年,在贵州的崇山峻岭间默默无闻地带领老中青三代科技工作者,克服了难以想象的困难,主持攻克了索疲劳、动光缆等一系列技术难题,一砖一瓦的修建起了让世界瞩目的国之重器——“中国天眼”FAST望远镜。

2017年10月10日,中科院国家天文台发布了FAST望远镜探测到数十个优质脉冲星候选体的首批成果,其中6颗通过国际认证。然而,在这个成果公布之前的9月15日,身为FAST首席科学家、总工程师的南仁东与世长辞。

2017年11月17日,中央宣传部追授南仁东“时代楷模”荣誉称号。

科学家:南仁东

项目意义

FAST项目的科学意义非常重大。建设望远镜是瞄准21世纪的科学前沿,寻找暗物质、暗能量。现在宇宙中有99%的质量和能量知道它的存在,但不知道它的特性是什么。FAST不仅让中国的天文学家为之振奋,全世界的天文学家也在紧盯着它——寄希望于这个最大的“天眼”或许能找到外星人,并解开宇宙起源之谜。

应用价值

FAST可把中国空间测控能力由地球同步轨道延伸至太阳系外缘,将深空通讯数据下行速率提高100倍。其应用价值可以是为自主导航这一前瞻性研究制作脉冲星钟;诊断识别微弱的空间讯号,为国家安全服务;提供高分辨率和高效率的地面观测;跟踪探测日冕物质抛射事件,服务于太空天气预报。

0 阅读:0