为何在深山里建中国“天眼”? 专家解密三大创新点

为何在深山里建中国“天眼”? 专家解密三大创新点

2016年11月05日 22:48 来源:中国新闻网
 

中国“天眼”。代传付摄 平塘县外宣办供图

  黔南11月5日电(记者 宋宇晟)有着超级“天眼”之称的500米口径球面射电望远镜(FAST)9月在贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县的喀斯特洼坑中落成。中科院国家天文台台长严俊曾公开表示,“利用天然的喀斯特洼坑作为台址,洼坑内铺设数千块单元组成冠状主动反射面,采用轻型索拖动机构和并联机器人实现接收机高精度定位,这是中国‘天眼’的三大自主创新”。今日,FAST总工艺师王启明向媒体解密了中国“天眼”的三大创新点。

  第一个创新点是“利用天然的喀斯特洼坑作为台址”。王启明一句话就说中了不少人心中的疑问。“大家可能会觉得,为什么我们要做深山里做‘天眼’,是不是在其他地方挖一个坑也可以。”

  他解释称,“但如果是人工挖的坑,一下雨就变成水库了”。

  FAST项目选址科研团队负责人宋建波也曾在接受媒体采访时表示,山体里的水系统对望远镜的“人身安全”意义重大,一旦“窝”底的排水系统堵塞,山体中的水将无法流入地下暗河,望远镜就有被淹没的危险。

500米口径大射电望远镜建设地——克度大窝凼。平塘县外宣办供图

  记者查阅平塘县人民政府网站,虽然中国“天眼”所处的平塘县雨量充沛,但当地的喀斯特地貌恰恰具备岩石透水性。王启明表示,此处的天然喀斯特地貌正利于排水,虽然贵州黔南雨水丰沛,但这里下雨一般不会存水。

  在FAST之前,世界上最大的射电望远镜是美国的阿雷西博(Arecibo)300米口径射电望远镜。该望远镜是固定望远镜,不能转动,只能通过改变天线溃源的位置扫描天空中的一个约20°的带状区域,而FAST的球冠张角达到110°-120°。

  FAST的反射面系统由支撑塔、索网结构和反射面面板等部分组成。王启明曾表示,FAST工程的索网结构可以随着天体的移动变化,带动索网上的4450个反射单元,在射电源方向形成300米口径瞬时抛物面,从而极大地提升观测效率。而主动反射面让“中国天眼”拥有更广的观测范围。“结构虽然复杂了,但是我们轻量化了,所以成本大大降低了。”他说。

中国“天眼”夜景。平塘县外宣办供图

  馈源舱是FAST接收和回传信号的最核心部件,整个射电望远镜的反射面所接收到的全部宇宙信号,都靠它来收集。中国“天眼”在该核心部件中也进行了创新。

  建造于上世纪60年代的美国阿雷西博望远镜的馈源平台重达1000多吨,几乎等于用固定轨道把平台架设在半空,这样的设计有利于馈源的定位,却缩小了观测角度。

  王启明说:“如果我们按照阿雷西博的方案,我们500米望远镜,馈源平台重量至少会达到几千吨。这样重的大家伙挂在空中,成本相当大了。”他表示,中国“天眼”采取了轻型索支撑馈源平台方案,把馈源舱减重到30吨。

  国家天文台副台长郑晓年也曾对媒体表示,中国“天眼”覆盖天顶角是美国阿雷西博望远镜的两倍,并通过并联机器人二级调整,最终在降低建造成本的同时,实现毫米级高精度定位。

  王启明还透露,中国“天眼”中还有很多是有自主知识产权的,而这些“都由国内顶级企业建造完成”。(完)

 


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