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  • 1 # 手機使用者68526768525

    近期在中國貴州省黔南平塘縣的大窩凼(dàng)所建設的世界上最大射電望遠鏡的工程進展新聞,讓世界見識到了中國在宇宙深空領域的探索力量。在介紹這是世界上最大的射電望遠鏡之前,首先先來了解一下射電望遠鏡,射電通俗來講就是無線電波,其本質就是與可見光、伽馬射線、紫外線、紅外線一樣,都是電磁波的一種,唯一不同點就是-波長。所有電磁波都可以不依靠介質傳播,都具有輻射性,在真空的傳播速度等同於光速,電磁波大多數都是肉眼無法觀測到的。每天地球都會接收到來自宇宙的各種電磁波,有些來自於溫度極高,體積巨大的恆星天體,有些則來自於正在聚攏的星體,人類為了瞭解遙遠星球的物質構成,或者正在做何種演變,而為了要觀測這個肉眼無法看見的電磁波,人類就發明射電望遠鏡。

    原理

    射電望遠鏡簡單的來說,就是和接收衛星訊號的天線鍋蓋原理一樣,都是透過“鍋”的反射聚焦,把鍋提區域內的訊號聚攏到一個點上面,然後將其放大,記錄和分析處理。此外衡量射電望遠鏡有倆個指標:靈敏度和解析度,靈敏度是指射電望遠鏡最低可以觀測到的電磁波能量值,這個值越低那麼靈敏度就越高,提高靈敏度的方法一般就是三種,一是降低望遠鏡本身固有噪聲,二延長觀測時間,三是增大望遠鏡的接收面積。而解析度則是區分彼此靠近的倆個射電源頭的能力,解析度越高則能將越靠近的倆個電磁波源區分開來,增加解析度的方法,還是增大望遠鏡的直徑,二是將分佈在地球上的射電望遠鏡組合到一起,成為一個巨大射電望遠鏡。綜上來看要想增加一個射電望遠鏡的效能,就是增加口徑。

    案例

    目前全球最大的倆個射電望遠鏡,一個是德國直徑100米“埃菲爾絲伯格”.

    一個是美國直徑305米的“阿雷西博”。

    前者是可以轉動的,後者則是跟中國的射電望遠鏡一樣建在‘喀斯特’深窪坑中,是固定不可轉動的。可能有人會問為什麼不去建立更大口徑的望遠鏡呢?殊不知,要想建造更大口徑的射電望遠鏡其實是非常困難的,要建一個口徑達到數百米的射電望遠鏡,其設計精度要求都是毫米級的,如果在平地上面建,其自重就會使自己變形,還有風力也會讓其變形。於是天文學家就將目光轉移到卡斯特地貌的圓形天坑當中。

    中國射電選址

    據悉,中國從1994年開始,就準備從中國西南無數個卡斯特地貌的凹坑當中,選出一個來建射電望遠鏡。最終在300個後選凹坑中,選出80個最圓的,在實地考察之後,定下了位於貴州省黔南洲平塘縣克度鎮金科村的一個圓形窪地——大窩凼。

    之後,經過12年的研究論證,這個英文名稱為-FAST,中文名-天眼,直徑達到500米的射電望遠鏡,在2007年開始進入到工程設計和建造階段,於2016年9月25日建成啟用,歷時22年,耗資6.67億人民幣。成為世界上公認為首個最大、最強、最精射電望遠鏡,並將在未來20-30年保持世界領先。

    FAST到底有多強悍

    據瞭解,"天眼的設計目標,是把覆蓋30個足球場大小的訊號,聚焦在一個藥片大小的空間內,並要在直接達500米結構當中達到毫米級的精度,而達到這一要求,就要克服諸多困難,其中這個位於FAST中央的訊號接收艙,重達30噸,被6條400多米的鋼索吊起,移動範圍達到200米,在這一狀況下要達到毫米級的精度談何容易。

    連線他的鋼索要具有超高的耐疲勞強度,甚至訊號的接收艙用來傳輸的光纖都要重新進行設計,在現有材料都無法滿足的條件下,FAST的工程團隊,和合作夥伴最終設計出符合要求的,具有世界領先水平的鋼索和光纖。這些技術不僅讓FAST,這個全球最大的射電望遠鏡得以實施,同時也將提升相關產業的技術升級。考慮到FAST需要在一個噪聲和電磁干擾相對較少的地方才能正常工作,就在FAST周圍設立了一個5公里的無線電靜默區,30公里範圍內不允許有干擾裝置,相對於德國的“埃菲斯博格”望遠鏡,FAST的靈敏度將要高出10倍,即使你在月球上打電話,FAST也能聽的一清二楚。與美國阿雷西博350米望遠鏡相比,“FAST”的綜合性能也提高了約10倍。

    由於天眼的技術難度大,造價高,建造週期長,地理環境要求複雜,以至於在今後的20-30多年,很難有那個國家會建造超越天眼大鍋蓋的類似專案來。

  • 2 # 短爺辣媽

    圖為FAST專案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日攝);右上:FAST反射面板安裝近半(2015年12月16日攝);左下:FAST反射面板安裝近八成(2016年3月9日攝);右下:FAST全景(2016年9月24日攝)。

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

      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,具有獨立自主智慧財產權,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米口徑的結構要實現毫米級精度,也是前所未有。

      “從選址開始,FAST的建造就充滿艱辛和不易。”臺址與觀測基地系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,則既要考慮電磁波環境、地質條件,還要考慮造價問題。”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。”

      科學家們前後總共考察了400多個窪地,經過反覆比較論證,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的創意經過多年反覆錘鍊,其間對主動反射面、光機電一體化的饋源支撐系統、高精度的測量與控制、接收機等多項關鍵技術開展了合作研究,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訊號和物質方面,將成為對脈衝星、類星體等各種闇弱輻射源進行精密觀測的利器,有助於解答宇宙初始混沌、暗物質分佈與大尺度結構,以及星系演化等領域的謎團。同時,在深空探測、脈衝星自主導航、高解析度微波巡視和太空天氣預報等方面,也將發揮重要作用。

      除了單向接收宇宙訊號之外,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系外緣行星,仍然能夠透過FAST和地球聯絡上。

      FAST的設計綜合體現了中國高技術創新能力。它將在基礎研究眾多領域,例如宇宙大尺度物理學、物質深層次結構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、整合創新能力和引進消化吸收再創新能力。

  • 3 # 放飛57897816

    厚積薄發。從韜光養晦到有所作為。國力上升所致。中國己建立了完整的工業鏈,各種門類己聚集大量人才。軍事上進入二零系列(殲二十。運二十等),從太空。航空。陸地。深海均有高科技成果。所以。。。。

  • 4 # 何斌147333039

    中國的‘’天眼南仁東‘’(FAST專案首席工程師),九月十五日年齡定格在72歲。他用生命的最後二十年,創造了世界頂級的射電望遠鏡,為了中國的‘’天眼‘’,他卻永遠閉上了眼睛。這就是中國科學家們用忘我的拼命,永不在意的犧牲精神,換來中國在科技世界的領先地位啊!讓我們永遠懷念記住他吧!南仁東老先生!

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