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“天眼”主体完工 “观天”蓄势待发

发表时间:2016-07-04 08:10:59    来源:中国馆青年报

FAST工程航拍图 陈明/摄(中青在线)

  被誉为“观天巨眼”的世界第一大单口径射电望远镜——500米口径球冠状主动反射面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,FAST)7月3日宣告其主体工程完成。

  当日,贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇金科村,FAST工程大窝凼台址现场,最后一块反射面单元吊装完毕。随着FAST工程总经理、中国科学院国家天文台台长严俊一声令下,最后一块反射面单元随着鞭炮声缓缓起吊,在完成了两次空中转接并用缆索吊下滑到指定位置后被顺利安装在索网上。

  反射面工程是FAST最后一个设备工程,其完成标志着FAST主体工程的顺利完工。

  什么是射电望远镜?1932年,美国无线电工程师卡尔·央斯基用无线电天线探测到了来自银河系中心的射电辐射,自此,人类打开了传统光学波段之外进行天文观测的另一个窗口。

  射电望远镜通过接收来自宇宙的电波信号来获取并分析各种信息。通常情况下,射电望远镜由定向天线或天线阵、馈电线、高灵敏度接收机和记录仪等部分组成。其中,接收机具有极高的灵敏度和稳定性,它将微弱的天体电波高倍放大后进行检波,再将高频信号转变为低频形式记录下来。

  半个多世纪过去了,人类目前造出的射电望远镜收集到的能量还不够翻动一页纸。正如中国科学院国家天文台FAST工程首席科学家、总工程师南仁东所描述的:宇宙空间混杂各种辐射,遥远的信号像雷声中的蝉鸣,没有超级灵敏的耳朵,根本分辨不出来。

  刚刚完成主体工程的FAST就是一只备受期待的“灵敏大耳朵”。FAST工程常务副经理、中国科学院国家天文台副台长郑晓年告诉记者,FAST拥有30个足球场大的接收面积,将是国际上最大的单口径射电望远镜。

  与号称“地面最大机器”的德国波恩100米望远镜相比,FAST灵敏度提高约10倍;与排在阿波罗登月之前、被评为人类20世纪十大工程之首的美国Arecibo 300米望远镜相比,其综合性能提高约10倍。

  相应地,天文界对FAST给予了不小的期待。在科学方面,科学家们希望FAST能够巡视宇宙中的中性氢,研究宇宙大尺度物理学,以探索宇宙起源和演化;观测脉冲星,研究极端状态下的物质结构与物理规律;主导国际低频甚长基线干涉测量网,获得天体超精细结构;探测星际分子;搜索可能的星际通讯信号。

  “目前天文界所发现的脉冲星还都是银河系以内的,我们希望通过FAST发现银河系以外的脉冲星。”郑晓年说,FAST试图回答的是更久远的问题,比如宇宙演化、脉冲星探测和星际分子。它将帮助解开宇宙初始混沌、暗物质分布与大尺度结构,以及星系演化等领域的谜团。

  在工程方面,FAST的建成将推动我国在天线制造技术、微波电子技术、并联机器人、大跨度结构、公里范围高精度动态测量等众多高科技领域的发展。郑晓年表示,建成后的FAST将在日地环境研究、搜寻地外文明、国防建设和国家安全等国家重大需求方面发挥不可替代的作用。

  据他介绍,全新的设计思路,加上得天独厚的台址优势,使得FAST突破了射电望远镜的百米极限,开创了建造巨型射电望远镜的新模式,并将在未来10~20年保持世界一流设备的地位。郑晓年表示,通过观测更深远、更清晰的宇宙,无论是在最热的脉冲星领域,还是在引力波探测方面,FAST都将为中国科学家带来前所未有的机遇。

  当天完工的主动反射面系统,是FAST望远镜的重要组成部分,共有4450块的反射面板单元,包括4273块基本类型和177块特殊类型。反射面单元边长为10.4~12.4米,每块单元重427.0~482.5公斤,厚度约1.3毫米。

  FAST工程总工艺师、中国科学院国家天文台研究员王启明说,2015年8月3日,FAST反射面单元吊装工程开始施工。从起初每天只能拼装一块发射面单元,再到日均拼装20块、高峰值达到37块,施工人员克服了大尺度、高精度的拼装施工难点及跨度大、位置高等吊装施工难题。

  王启明说,一块块反射面单元在地面经过拼装、测量、报验等步骤形成合格单元后,通过塔吊、转运车、缆索吊等一系列高空工序将每一块单元运至指定位置进行安装。经过11个月的艰苦奋斗,30个足球场面积的反射面由一块块反射面单元铺设完成。

  FAST工程办公室主任张蜀新透露,FAST主体工程完工后,将进入全系统联合调试阶段,以全面检测FAST的建设是否达到当初设计的工程目标。他说,按照计划,一些相关的科研配套设施也在紧张建设中,预计今年9月,FAST工程将正式竣工。(邱晨辉 王景烁)

编辑:何恒昱    

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