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7月3日,位于貴州黔南州平塘縣大窩凼的世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)主體工程完工。預(yù)計(jì)今年9月全部竣工,開(kāi)始探索宇宙深處的奧秘。新華社發(fā)
據(jù)新華社貴陽(yáng)7月3日電 位于貴州黔南州平塘縣大窩凼的世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡——500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)的最后一塊反射面單元3日成功吊裝,這標(biāo)志著FAST主體工程順利完工。這只“觀天巨眼”預(yù)計(jì)于今年9月全部竣工,開(kāi)始探索宇宙深處的奧秘。
記者在FAST工程大窩凼臺(tái)址現(xiàn)場(chǎng)看到,隨著FAST工程總經(jīng)理、中科院國(guó)家天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)嚴(yán)俊一聲令下,最后一塊反射面單元緩緩起吊,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。
FAST工程總工藝師王啟明介紹,4450塊反射面板單元是ＦＡＳＴ望遠(yuǎn)鏡的重要組成部分。2015年8月,FAST反射面單元吊裝工程開(kāi)始施工。經(jīng)過(guò)11個(gè)月的艱苦奮斗,在克服了大尺度、高精度的拼裝施工難點(diǎn)以及跨度大、位置高等吊裝施工難題后,近30個(gè)足球場(chǎng)面積的反射面由一塊塊反射面單元逐漸鋪設(shè)完成。
自2011年3月正式開(kāi)工建設(shè)以來(lái),FAST工程已完成了圈梁鋼結(jié)構(gòu)安裝、索網(wǎng)制造與安裝、饋源塔制造與安裝、饋源艙安裝調(diào)試、綜合布線(xiàn)工程等建設(shè)過(guò)程。
中科院國(guó)家天文臺(tái)副臺(tái)長(zhǎng)鄭曉年表示,FAST建成后將成為中國(guó)天文學(xué)研究的“利器”。它將可能搜尋到更多的奇異天體,用來(lái)觀測(cè)脈沖星,探索宇宙起源和演化、星系與銀河系的演化等等,甚至可以搜索星際通訊信號(hào),開(kāi)展對(duì)地外文明的探索。
“FAST主體工程完工后將開(kāi)始調(diào)試,同時(shí)開(kāi)始試觀測(cè)。”鄭曉年說(shuō),調(diào)試階段的科學(xué)觀測(cè)目標(biāo)將更加聚焦,比如我們希望發(fā)現(xiàn)銀河系以外的脈沖星,目前發(fā)現(xiàn)的脈沖星都是銀河系內(nèi)的。“希望中國(guó)科學(xué)家盡快利用FAST出成果。”
■名詞解釋 射電望遠(yuǎn)鏡
1932年,美國(guó)無(wú)線(xiàn)電工程師卡爾·央斯基,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。
■解密 FAST到底有多牛? 四大獨(dú)門(mén)絕技無(wú)人敵
幾乎看到
宇宙邊緣
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),FAST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,FAST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米口徑望遠(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米口徑望遠(yuǎn)鏡。
FAST建成后,其靈敏度將比德國(guó)波恩100米口徑望遠(yuǎn)鏡提高約10倍,綜合性能將比美國(guó)阿雷西博300米口徑望遠(yuǎn)鏡提高約10倍。作為世界最大的單口徑望遠(yuǎn)鏡,FAST有望在未來(lái)20～30年保持世界一流設(shè)備的地位。
觀測(cè)深空
靈活自如
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。
五百米結(jié)構(gòu)
毫米級(jí)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3個(gè)毫米,每一塊小面板的制造精度是1.5個(gè)毫米。
察蛛絲馬跡
尋外星生命
首先,FAST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,FAST期望第一年就找到50～80顆銀河系外的脈沖星。
此外,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,FAST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。中新
（來(lái)源：半島網(wǎng)-半島都市報(bào)）
