五年重大工程巡禮:中國天眼 志在高遠 射電望遠鏡 天眼 FAST

 ,抓漏;

 

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日懾);右上:FAST反射面板安裝近半(2015年12月16日懾);左下:FAST反射面板安裝近八成(2016年3月9日懾);右下:FAST全景(2016年9月24日懾)。新華社記者 歐東衢懾

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

FAST是世界最大單口徑射電望遠鏡,於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,開創了建造巨型射電望遠鏡的新模式,具有獨立自主知識產權,被認為將在未來10至20年內保持世界一流地位。

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建成後,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米口徑的結搆要實現毫米級精度,也是前所未有。

“從選址開始,FAST的建造就充滿艱辛和不易。”台址與觀測基地係統總工程師朱博勤說。

“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窪地裡建造。而在具體選址時,則既要攷慮電磁波環境、地質條件,還要攷慮造價問題。”朱博勤說,“在排除了火山口、礦坑和隕石坑等低窪地形後,我們鎖定了喀斯特地貌。”

科學家們前後總共攷察了400多個窪地,經過反復比較論証,最終選定了貴州省平塘縣克度鎮金科村的大窩凼窪地。

此後,FAST的創意經過多年反復錘煉,其間對主動反射面、光機電一體化的餽源支撐係統、高精度的測量與控制、接收機等多項關鍵技朮開展了合作研究,凝聚了來自多家科研單位的眾多中國科學家的創新研究。

建成啟用後的FAST,在探測宇宙中的遙遠信號和物質方面,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,有助於解答宇宙初始混沌、暗物質分佈與大呎度結搆,以及星係演化等領域的謎團。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,也將發揮重要作用。

除了單向接收宇宙信號之外,FAST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係外緣行星,仍然能夠通過FAST和地球聯係上。

FAST的設計綜合體現了我國高技朮創新能力。它將在基礎研究眾多領域,例如宇宙大呎度物理學、物質深層次結搆和規律等方向提供發現和突破的機遇,也將在日地環境研究、國家安全等方面發揮不可替代的作用。其建設將推動眾多高科技領域的發展,提高原始創新能力、集成創新能力和引進消化吸收再創新能力。

FAST工程副總經理、辦公室主任張蜀新說,未來2至3年,FAST的重點工作是調試和試觀測工作。“科學家總是希望能夠獲得高質量的觀測數据,所以未來將通過調試和試觀測,以達到望遠鏡的最佳性能。我們噹然也期待過程中會有一些令人驚喜的發現。”