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中国巨型射电望远镜索网安装工程完成 世界第一返回

2015/2/6 15:07:27

从中国科学院国家天文台FAST工程办公室获悉:今天上午11时45分,随着最后一根主索安装成功,标志着我国500米口径球面射电天文望远镜(简称FAST)索网制造和安装工程顺利完成。


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资料:这个500米口径射电望远镜外形与卫星天线相似,其接受面积相当于30个足球场之大,与号称“地面最大的机器”德国波恩100米望远镜相比,灵敏度提高约10倍;与被评为人类20世纪十大工程之首的美国Arecibo300米望远镜相比,其综合性能提高了约10倍。FAST建成后,不仅将成为世界第一大单口径天文望远镜,并将在未来20年至30年内保持世界领先地位。我们生存的地球之外到底有没有生命迹象?浩渺太空生命起源究竟在哪里?茫茫宇宙的初始状态起于何方?对于这些困扰人类的疑问,射电望远镜或许能帮助人类揭开科学奥秘的“冰山一角”。

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资料:图为喀斯特洼地最初地貌。与人们普遍所认识的望远镜不同,FAST既不是架在山顶,也不遨游太空,而是在贵州一片喀斯特洼地中立足,犹如一只巨大的“天眼”,探测遥远、神秘的“天外文明”。光和广播电视信号都是以光速传播的电磁波,区别只在波长。千百年来,人类只是通过可见光波段观测宇宙,而实际上天体的辐射覆盖整个电磁波段。射电望远镜是接收天体射出的无线电波的望远镜,与光学望远镜不同,它既没有高高竖起的望远镜镜简,也没有物镜、目镜。而是由天线和接收系统两大部分组成。天线所起的作用相当于光学天文望远镜的透镜或反射镜。接收机的作用是把从天线传来的无线电波放大,并转变成能用仪器记录的信号或对无线电波进行拍照。

FAST索网是世界上跨度最大、精度最高的索网结构,也是世界上第一个采用变位工作方式的索网体系。其技术难度不言而喻,需要攻克的技术难题贯穿索网的设计、制造及安装全过程。据了解,随着索网诸多技术难题的不断攻克,形成了12项自主创新性的专利成果,其中发明专利7项,这些成果对我国索网结构工程领域的研发及制造能力起到了巨大的提升作用,也将应用到国民经济的其他领域。

座落于平塘县“大窝凼”的FAST是国家科教领导小组审议确定的国家九大科技基础设施之一。项目2008年12月26日奠基,预计2016年9月建成。

国家天文台副台长、主动反射面系统总指挥郑晓年说,“FAST应该说是世界第一大的单口径射电望远镜,从射电望远镜地位来说,如果建成的话,我们可以形象地说,它在射电望远镜中,可以做盟主。跟它可比的就是美国305米的阿雷西博(Arecibo)望远镜,目前是最大的单口望远镜。”

早在1995年,我国天文学家就创造性地提出了在喀斯特洼地中建造500米口径球面射电望远镜的设想,并选址于贵州省黔南州平塘县的大窝凼洼地。FAST利用贵州天然的喀斯特洼坑作为台址,洼坑内创造性地铺设4600块单元组成500米球冠状主动反射面,将首次采用轻型索拖动机构和并联机器人,实现望远镜接收机的高精度定位。

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FAST工程是世界上正在建造及计划建造中口径最大、最具威力的单天线射电望远镜,将在未来20年至30年内保持世界领先地位。图为望远镜反射片龙骨。

郑晓年说,平塘FAST工程作为世界领先水平的射电工程,它首先带动了很多技术的发展。“因为没有人做过,所以没有可借鉴的意义。工程建设中的材料、结构、光激电控制和测量等,都有引领和带动作用,基本上没有跟踪和模防。目前,平塘FAST工程90%以上的材料都是我国自己研制的。如果要说有国际合作,那么将是后期工程中的接收机方面,但这也仅仅是合作而已。因为平塘FAST工程,都是我国自主创新的科技基础设施。”

中科院国家天文台的项目负责人之一、平塘县副县长高龙介绍说,FAST项目具有三大自主技术创新:一是在世界上首次利用天然地貌建设巨型望远镜;二是采用主动反射面技术,整个反射面由4600多块可运动的等边球面三角形叶片组成;第三项创新是轻型索拖动馈源支撑技术,将万吨平台降至几十吨,实现了毫米级的动态定位精度。

据悉,FAST最大的技术成就是解决了球面镜随时变抛面镜,这一难点,中国是世界上首个掌握该技术的国家。


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