作者:王超 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2016/9/26 17:13:55
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探秘FAST:不只是“庞大”

索网结构与下拉索


三角形的“筛孔”反射面


FAST工程施工定位靶标


反射面的“透与不透”


圈梁


馈源舱入港平台


在观景平台俯瞰FAST全景


馈源舱、基墩(右下角黄色)

 

9月25日,贵州省平塘县大窝凼,世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜(FAST)正式启用。历时22年论证、建成的庞然大物,令人无比惊叹。然而身处其中才发现,这一观天重器所触发的震撼,远非“庞大”两个字所能涵盖。

“宇宙天体目标非常遥远,对于天文学家来说,总是希望建设更大、灵敏度更高的望远镜,以便观测到更远、更暗弱的天体目标。”FAST工程副总工艺师孙才红说。

一直以来,科学家们期望可以真正“看一眼”初始的宇宙,弄清宇宙结构是如何形成和演化至今的,而大射电望远镜则能帮助人类实现这一梦想。

在中国西南腹地喀斯特地貌的一处洼坑,铺设了数千块单元组成500米球冠状反射面,这个巨大凹面与其他系统共同构成的FAST ,形成了中国科学家对于宇宙奥秘的精准“洞穿”。

走上FAST的圈梁,近距离探察这一观天重器,可以发现每块三角形的铝制反射面板都像筛子一样布满了孔,让空气与光线均匀穿透。

“反射面板上的孔,不但可以吹掉灰尘,或者在自然降雨的过程中得到冲刷,还可以减小风阻,降低FAST观测时的扰动影响。”FAST工程总工艺师王启明介绍,透过的光还可以让滋养反射面下的植被生长,“既有助于保持水土,又能提高设备的稳定性。”

“人们都知道FAST的‘大’,但实际上它的‘精准’才最令人震撼。”朱丽春是FAST工程系统中唯一的女性“总工”,也是FAST工程里名副其实的“女汉子”,她所负责的测量与控制系统是FAST工程的关键技术之一。

“我们将基墩打到了基岩上,经过3年测试,使它达到了不超过1毫米的高稳定性,从而保证了馈源舱的移动定位和反射面变型形成的瞬时抛物面使用相同的基准,达到同时、同位置的运行要求。”朱丽春说。

事实上,FAST已经给我们带来一份礼物。9月25日,严俊在FAST落成启动仪式上透露,FAST上周已在早期的科学观测中,成功接收到了一颗脉冲星发出的脉冲信号。这次接收到的脉冲信号对中国人来说意义非凡。

早在宋朝,我们的先人就曾用智慧为人类详细记录下这种神秘的天文事件,并将这种极亮的星称为“客星”。但是限于条件,当时人们并没有看清楚“客星”的真实面貌。

“我们就利用还未完成的FAST对脉冲星进行观测,寻着先祖的脚步,揭开当年宋人的未解之谜。”FAST工程总工程师、首席科学家南仁东在接受《中国科学报》记者采访时说。

FAST的建成使中国天文学界倍感振奋。“以前我们把国外望远镜观测到的数据拿来用,虽然能够得到一些成果,但更多的是人家已经吃剩的冷饭。FAST等大科学装置,则可以使我国科学家成为相关研究的主导,使中国天文学研究水平得到整体提升。”中科院院士崔向群对《中国科学报》记者说。

“中国已对世界天文界作出了很多贡献,FAST的建成更加令人惊叹,它把中国天文学带到世界第一梯队。”在接受《中国科学报》记者采访时,平方公里阵列(SKA)总干事菲利普·约翰·戴蒙德如是评价。

平方公里阵列(SKA)是由国际联盟规划和建设的下一代射电望远镜,中国是这个联盟领导成员之一。“FAST和SKA建设在南非的碟形天线阵列、澳大利亚的低频孔径阵列是互补的,我们乐意在今后的‘南天—北天’联合观测等方面开展更多的合作。” 菲利普·约翰·戴蒙德说。

 

 
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