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中國天眼 志在高遠

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中國天眼 志在高遠

2020-02-14

圖為FAST項目從安裝第一塊反射面板到完成的過程。左上:FAST安裝第一塊反射面板(2015年8月2日攝);右上:FAST反射面板安裝近半(2015年12月16日攝);左下:FAST反射面板安裝近八成(2016年3月9日攝);右下:FAST全景(2016年9月24日攝)。

5月24日,中科院國家天文臺FAST(500米口徑球面射電望遠鏡)數(shù)據(jù)中心正式落戶貴州。


  FAST是世界最大單口徑射電望遠鏡,于2016年9月25日在貴州省平塘縣落成啟用,被譽為“中國天眼”。


  這個目前中國保持領先的天文工程,開創(chuàng)了建造巨型射電望遠鏡的新模式,具有獨立自主知識產(chǎn)權(quán),被認為將在未來10至20年內(nèi)保持世界一流地位。


  在此之前,世界上保持領先的射電望遠鏡,一個是德國100米直徑的“埃菲爾斯伯格”,一個是美國300米直徑的“阿雷西博”,而FAST建成后,靈敏度將比“埃菲爾斯伯格”提高約10倍;與“阿雷西博”相比,其綜合性能提高約10倍。


  口徑突破百米已是射電望遠鏡的極限,建造如此巨大的射電望遠鏡國際上沒有先例,而500米口徑的結(jié)構(gòu)要實現(xiàn)毫米級精度,也是前所未有。


  “從選址開始,F(xiàn)AST的建造就充滿艱辛和不易?!迸_址與觀測基地系統(tǒng)總工程師朱博勤說。


  “在平地上建百米以上的射電望遠鏡,巨大的自重就會造成形變,一陣風也會讓它變形。所以科學家們決定選擇在洼地里建造。而在具體選址時,則既要考慮電磁波環(huán)境、地質(zhì)條件,還要考慮造價問題。”朱博勤說,“在排除了火山口、礦坑和隕石坑等低洼地形后,我們鎖定了喀斯特地貌。”


  科學家們前后總共考察了400多個洼地,經(jīng)過反復比較論證,最終選定了貴州省平塘縣克度鎮(zhèn)金科村的大窩凼洼地。


  此后,F(xiàn)AST的創(chuàng)意經(jīng)過多年反復錘煉,其間對主動反射面、光機電一體化的饋源支撐系統(tǒng)、高精度的測量與控制、接收機等多項關(guān)鍵技術(shù)開展了合作研究,凝聚了來自多家科研單位的眾多中國科學家的創(chuàng)新研究。


  建成啟用后的FAST,在探測宇宙中的遙遠信號和物質(zhì)方面,將成為對脈沖星、類星體等各種暗弱輻射源進行精密觀測的利器,有助于解答宇宙初始混沌、暗物質(zhì)分布與大尺度結(jié)構(gòu),以及星系演化等領域的謎團。同時,在深空探測、脈沖星自主導航、高分辨率微波巡視和太空天氣預報等方面,也將發(fā)揮重要作用。


  除了單向接收宇宙信號之外,F(xiàn)AST也具備提供星際間的深空通訊能力。如果有人類航天器飛到遠至太陽系外緣行星,仍然能夠通過FAST和地球聯(lián)系上。


  FAST的設計綜合體現(xiàn)了我國高技術(shù)創(chuàng)新能力。它將在基礎研究眾多領域,例如宇宙大尺度物理學、物質(zhì)深層次結(jié)構(gòu)和規(guī)律等方向提供發(fā)現(xiàn)和突破的機遇,也將在日地環(huán)境研究、國家安全等方面發(fā)揮不可替代的作用。其建設將推動眾多高科技領域的發(fā)展,提高原始創(chuàng)新能力、集成創(chuàng)新能力和引進消化吸收再創(chuàng)新能力。


  FAST工程副總經(jīng)理、辦公室主任張蜀新說,未來2至3年,F(xiàn)AST的重點工作是調(diào)試和試觀測工作?!翱茖W家總是希望能夠獲得高質(zhì)量的觀測數(shù)據(jù),所以未來將通過調(diào)試和試觀測,以達到望遠鏡的最佳性能。我們當然也期待過程中會有一些令人驚喜的發(fā)現(xiàn)?!?/span>



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