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杨军:大射电望远镜让贵州“睁眼”
杨军
11月27日

2012年3月28日,中国日报推出FAST模拟效果报道,在国际上引起强烈反响

2012年3月28日,中国日报推出FAST模拟效果报道,在国际上引起强烈反响
毫无疑问,“一棵树”( 黄果树瀑布)、“一瓶酒”(茅台酒)、“一幢房”( 遵义会议会址)是世界感知贵州的标志性符号。如今,随着世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜(FAST)进入施工的最后阶段,贵州又将新增一张靓丽的地域名片。如果神秘的星际真有其他生物的迹象,那么,FAST一定是贵州代表地球链接宇宙的一束友善的“光”。

紧张施工中的FAST。姜东 摄
紧张施工中的FAST。姜东 摄
近日,随着核心部件“馈源”首次升舱试验的成功开展,FAST工程也渐入尾声,这个世界级的巨无霸将在明年9月正式投入使用。FAST有能力将中性氢观测延伸至宇宙边缘,重现宇宙早期图像,将人类探索宇宙未知的极限更近一步。同时,FAST将在未来的20-30年领先于其他国家和地区的同类望远镜。
人类对太空的探索,最早可追溯到400年前的科学家伽利略用望远镜开始,随着科学技术的进步,人类发现除了可见光以外,不同波长的光波也是探索未知宇宙的“利器”。
为此,包括中国在内的六个国家开始在世界范围内开始选址,希望能够找到一个合适的地点建造一个大口径望远镜,更好的接收宇宙发出的各种信号,从而更深入的探索宇宙。

反射板安装(图片来源网络)
反射板安装(图片来源网络)
1993年,中国天文学家提出了在喀斯特洼地中建造500米口径球面射电望远镜的设想,并选址于贵州省黔南州平塘县的大窝凼洼地。利用贵州天然的喀斯特洼坑作为大口径望远镜台址,并在洼坑内创造性地铺设4600块单元组成500米球冠状主动反射面。
2007年,世界最大口径射电望远镜项目获得了国家审批立项,成为中国九大科技基础设施之一。
2008年12月26日,具有中国独立自主知识产权的国家重大科技基础设施—500米口径球面射电望远镜(FAST)工程奠基仪式在贵州省黔南州平塘县 “大窝凼”的举行。标志着工程正式进入实施阶段。

‘馈源’实验。姜东 摄
‘馈源’实验。姜东 摄
FAST‘馈源’支撑系统总指挥孙才红说,“如果把FAST比作一只眼睛,那么‘馈源’就相当于它的视网膜,所有收集到的宇宙信号都要汇集到这里,通过它将宇宙的信号反馈给技术人员。”
放置FAST馈源的馈源舱直径达13米,重30吨。通过6条钢索将30吨重的馈源舱拉升,悬吊在巨大球面的中心。离地面越有140-160米,FAST每块反射面的背后都有钢索牵拉,可以随着天体的移动来调整瞬时抛物面的方向,馈源舱也随之一同运动,采集反馈信息。馈源支撑系统能否正常使用,决定着望远镜的“眼睛”能不能看,能看到多远,能看得多清晰。
如何用钢索驱动实现馈源舱的大范围、高精度空间定位,是一个极具挑战性的技术难题,无先例可循。而中国的科学家们,通过他们的智慧探索和经验总结,把遇到的技术难题逐个攻破,为大射电望远镜的顺利施工提供了保障。

俯瞰FAST(图片来自网络)
俯瞰FAST(图片来自网络)
“我们采用了光机电一体化技术,创新性地提出了轻型索支撑馈源平台,并使用并联机器人进行二次精调,实现高精度指向跟踪,这也是FAST的三大自主创新之一。” FAST馈源支撑系统总工程师朱文白说。
“目前,整个FAST的关键工程已经完成,预计到2016年6月份,所有的反射面板将拼装完成。预计明年9月底前,所有的调试工作也将结束,到那时,FAST也将揭开神秘面纱,正式开始探索宇宙未知。”中科院气象观测台首席科学家李迪说。
李迪形象的向记者描述了这个巨无霸,“如果把整个安装FSAT的‘大坑’装满酒,那么全世界每个人都将分到5瓶。”
李迪说:“FAST每块反射面的背后都有钢索牵拉,可以随着天体的移动来调整瞬时抛物面的方向,馈源舱也随之一同运动,采集反馈信息。由于整个球体可以随着‘馈源舱’移动而使得采集信息更加灵活,它的精确度也比目前美国的Arecibo天文望远镜精确3-5倍。”

FAST射电望远镜空中俯瞰图,中国科学院国家天文台供图
FAST射电望远镜空中俯瞰图(中国科学院国家天文台供图)
西澳大利亚大学天文学家李斯特说到,“我希望FAST的运行能够帮助人类探寻更多的宇宙奥秘,特别是银河系未知的脉冲星甚至是银河系外的宇宙世界。”在李斯特给中国日报的邮件中,他表示,FAST的高精准度和灵敏度使得人类能够在地球上更加完整的探寻在不同环境下不同星系之间的变化。
克瑞斯.索特是美国Arecibo大射电望远镜的负责人,他说:“FAST和美国的Arecibo有着很多的相似之处,二者之间可以形成互补,毫无疑问,FAST的建设对于天文学来说有着划时代的意义,我也很期待能够亲自体验FAST带来的魅力。”
关于作者:杨军,中国日报驻贵州记者站站长

中国日报贵州记者站站长
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