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德馨轩

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日志

 
 

超级天眼  

2016-09-25 12:28:04|  分类: 【时政新闻】 |  标签: |举报 |字号 订阅

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    中国500米口径射电望远镜“神经系统”成型

将领先世界20年

       中国天眼 - 夜风 - 德馨轩


中国“超级天眼”今正式启用,FAST工程全景

超级天眼 - 夜风 - 德馨轩

 

      

中国造世界最大射电望远镜:今日启用

——搜索银河系外脉冲

中国造世界最大射电望远镜今日启用 - 一统江山 - 一统江山的博客 

FAST全景(924日摄)——

925,有着超级天眼之称的500米口径球面射电望远镜(FAST)将在贵州平塘的喀斯特洼坑中落成启用,吸引着世界目光。人类关于宇宙新知的探索又迈进了一步。25日,有着超级天眼之称的500米口径球面射电望远镜将在贵州平塘的喀斯特洼坑中落成启用,吸引着世界目光。1609年,意大利科学家伽利略用自制的天文望远镜发现了月球表面高低不平的环形山,成为利用望远镜观测天体第一人。400多年后,代表中国科技高度的大射电望远镜,将首批观测目标锁定在直径10万光年的银河系边缘,探究恒星起源的秘密,也将在世界天文史上镌刻下新的刻度。宇宙到底有多大?这是人类秉承探索发现的天性不断追寻的问题。在发现未知地带的征程中,中国天文人将不畏艰苦、不断创新,奏响探索宇宙的新畅想曲。


中国造世界最大射电望远镜今日启用 - 一统江山 - 一统江山的博客 

924,工作人员从FAST的反射面板底部经过。 新华社记者 欧东衢摄

一、发现的高手,大射电成我国天文学跻身世界一流的突破口——望远镜锅盖越大越灵敏,500米的超级天眼究竟有多灵敏?科学家打了个比方,有人在月亮上打手机,也逃不过它的眼睛。而对老一辈天文学家来说,拥有这样的望远镜一直是个梦。我国天文学长期落后,主要受制于望远镜设备。二战后射电天文学方兴未艾,接连涌现类星体、脉冲星、星际分子和微波背景辐射四大天文发现,而我国在这一领域却长期处于空白状态。走过蹒跚学步、仰望西方强国的阶段,近年来我国陆续建成5座射电望远镜,口径从25米到65米不等。不过,与美国的305米口径和德国100米口径射电望远镜相比,我们的射电望远镜观测能力还比较有限。天文设备按国际惯例都是开放的,但中国人要独立申请使用国外望远镜比较难。国内外设备差距比较大,缺乏平等合作的基础。国家天文台百人计划研究员、500米口径球面射电望远镜工程科学部主任朱明说,只有走自主研制之路,才可以扭转这一局面。“500米口径球面射电望远镜建成,将为我国天文学跻身世界一流创造条件。中科院国家天文台台长严俊表示。国家天文台射电天文研究部首席科学家、千人计划专家李菂说,中国大射电在很多领域都具备超强的能力:发现气体星系有望在过去的基础上提高10倍,发现的脉冲星数量有望翻倍,有望发现新的星际分子……射电望远镜诞生至今,人类发现约2500颗脉冲星,它们全部位于银河系内。科学家们将中国大射电首批观测目标锁定在银河系外,希望依靠其超群的灵敏度搜寻河外星系的脉冲星。发现更多脉冲星,从脉冲星中遴选出脉冲信号稳定的毫秒级脉冲星,将来有望应用于空间飞行器导航领域。严俊说,目前国内外相关研究都处于概念阶段。


中国造世界最大射电望远镜今日启用 - 一统江山 - 一统江山的博客  

FAST综合控制大楼(924日摄)。新华社记者欧东衢摄

二、拓宽科技维度,天眼联网才能洞穿宇宙迷雾——今天天文领域讲究立体化作战,仅有500米口径球面射电望远镜还远不够。从某一点看宇宙,视野有限,望远镜要形成阵列才能发挥更强威力。大射电擅长的观测频率是中低频,而高频的亚毫米波、毫米波领域也需要更强的望远镜,才能形成比较完备的观测体系。朱明解释说。按计划,500米口径球面射电望远镜将和我国其他5座射电望远镜组成天眼——甚长基线干涉测量网,并主导国际射电领域的低频测量网,从而更好地获取天体超精细结构。未来510年,大射电等项目只是我国大望远镜建设浪潮的前浪。据严俊透露,中国12米光学红外望远镜已初步通过专家评审,有望于十三五规划期间立项。目前,我国最大的光学望远镜是位于云南丽江的24米光学望远镜,与国际上领先的西班牙104米光学望远镜、美国10米光学望远镜和日本8米光学望远镜等仍有较大差距。12米光学红外望远镜建成后将为暗能量本质、引力波源光学认证和研究、太阳系外类地行星探测、超大质量黑洞、第一代恒星等前沿科学问题提供在国际上有竞争力的观测平台。有红外望远镜,就有紫外望远镜和X射线望远镜,我国正计划把望远镜家族的基地拓展到空间领域。今年年底,我国将发射自主研制的硬X射线调制望远镜卫星,它可以进行宽波段大天区X射线巡天成像,具有独特的观测黑洞、中子星等高能天体多波段X射线快速光变的能力,并可以监视天空的高能爆发现象。随着我国空间站逐步具备维护在轨航天器功能,建造中国版哈勃太空望远镜的呼声也越来越高。严俊说,立体化作战的望远镜集群,不仅将大幅提升我国在天文科学与技术方面的自主创新能力,还能广泛应用于导航、定位、航天、深空探测等领域。


中国造世界最大射电望远镜今日启用 - 一统江山 - 一统江山的博客 

924,工作人员在FAST控制中心内工作。新华社记者刘续摄

三、二十年铸天镜,开启射电天文学的黄金时代——天文学领域的技术看上去显得高大上,但实际上离我们的生活却很近:射电天文学家在研究中的副产品WLAN技术,成了今天每个人生活都离不开的WIFI技术的前身;天文学类地行星的研究,让我们有了与来自星星的你交流的灵感……“古有十年磨一剑,今有二十年铸天镜。国家加大对天文观测设施的投入,是综合国力提升的体现,也是工业制造水平的缩影。中科院国家天文台500米口径球面射电望远镜工程副经理彭勃说。为了建造500米口径球面射电望远镜,我国天文学家等待了22年,研究和建设团队也从1994年以南仁东、彭勃为核心的5人小组扩展至上百人。自主创新的同时,我国还参与多个国际合作的望远镜项目,包括世界上正在研制的两套新一代巨型望远镜——30米光学望远镜和平方公里阵射电望远镜。30米光学望远镜拼接主镜将具备9倍于当今最大望远镜的集光能力,图像分辨率也将比当前所能达到的最高分辨率高3倍。根据不同观测目标和方法,它的探测深度将是现有望远镜的10100倍。平方公里阵射电望远镜项目由两套先进的望远镜设备构成,一套是位于南部非洲的蝶形天线阵,另一套是位于澳大利亚的低频孔径阵列。蝶形天线阵由200面抛物面天线组成,看起来像卫星锅盖;低频孔径阵列由超过10万个偶极天线组成,看起来像电视天线。它们将被科学家用来观测宇宙黑暗时代,并搜寻地外文明的蛛丝马迹。中科院国家天文台副台长郑晓年说,天文学研究和天文设施都是开放的,先进的天文设施建起来了,就需要优秀的研究团队。国家天文台正千方百计吸引国内知名专家和学者,利用大射电等先进望远镜开展前沿科学和应用技术的研究,争取早出成果。过去国内天文观测条件有限,我国天文学科发展相对较弱。严俊说,随着天文观测设施的丰富,国内著名高校正在加强天文学科的专业建设,今后还要强化高校与天文观测台站之间的合作。关键技术无先例可循、关键材料急需攻关、核心技术遭遇封锁……从预研到建成的22年时间里,我国老中青三代科技工作者克服了不可想象的困难,实现了由跟踪模仿到集成创新的跨越,也为更多人投身这项科学事业奠定了基础,点燃了人类向往太空的激情。从孩子第一次抬头看到星星的那一刻,天文学其实就在他们心里埋下了种子。李菂说,希望天文学课程将来可以走进课堂,激发孩子们观察星空、探索宇宙的兴趣。天文学的发展,是全人类认识宇宙的智慧结晶。未来20年是射电天文乃至天文学的黄金时代,不断增强的科技创新力,让我们拥有向宇宙更深处探索、实现前沿科学领域突破的信心。彭勃说。


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望远镜“锅盖”越大越灵敏,500米的“超级天眼”究竟有多灵敏?科学家打了个比方,有人在月亮上打手机,也逃不过它的“眼睛”。对老一辈天文学家来说,拥有这样的望远镜一直是个梦。我国天文学长期落后,主要受制于望远镜设备。

  25日,有着“超级天眼”之称的500米口径球面射电望远镜将在贵州平塘的喀斯特洼坑中落成启用,吸引着世界目光。人类关于宇宙新知的探索又迈进了一步。

  在FAST整体工程完工之际,9月17日的一次观测中,科研人员成功接收到来自1351光年外一颗脉冲星发出的脉冲信号,这是FAST进行试验性观测以来,接收到的质量最好的一组电磁波信号。

  脉冲星是宇宙中具有超强磁场,并极快速旋转的中子星。脉冲星在1967年被女科学家贝尔首次发现。脉冲星的发现,被称为二十世纪六十年代的四大天文学发现之一。脉冲星的直径大多为10千米左右,它们旋转速度极快,有的脉冲星每秒可以自转几百圈。

  “发现”的高手,大射电成我国天文学跻身世界一流的突破口

  望远镜“锅盖”越大越灵敏,500米的“超级天眼”究竟有多灵敏?科学家打了个比方,有人在月亮上打手机,也逃不过它的“眼睛”

而对老一辈天文学家来说,拥有这样的望远镜一直是个梦。我国天文学长期落后,主要受制于望远镜设备。

  二战后射电天文学方兴未艾,接连涌现类星体、脉冲星、星际分子和微波背景辐射四大天文发现,而我国在这一领域却长期处于空白状态。

  走过蹒跚学步、仰望西方强国的阶段,近年来我国陆续建成5座射电望远镜,口径从25米到65米不等。不过,与美国的305米口径和德国100米口径射电望远镜相比,我们的射电望远镜观测能力还比较有限。

  “天文设备按国际惯例都是开放的,但中国人要独立申请使用国外望远镜比较难。国内外设备差距比较大,缺乏平等合作的基础。”国家天文台“百人计划”研究员、500米口径球面射电望远镜工程科学部主任朱明说,只有走自主研制之路,才可以扭转这一局面。

  “500米口径球面射电望远镜建成,将为我国天文学跻身世界一流创造条件。”中科院国家天文台台长严俊表示。

  国家天文台射电天文研究部首席科学家、“千人计划”专家李菂说,中国大射电在很多领域都具备超强的能力:发现气体星系有望在过去的基础上提高10倍,发现的脉冲星数量有望翻倍,有望发现新的星际分子……

  射电望远镜诞生至今,人类发现约2500颗脉冲星,它们全部位于银河系内。科学家们将中国大射电首批观测目标锁定在银河系外,希望依靠其超群的灵敏度搜寻河外星系的脉冲星。

  “发现更多脉冲星,从脉冲星中遴选出脉冲信号稳定的毫秒级脉冲星,将来有望应用于空间飞行器导航领域。”严俊说,目前国内外相关研究都处于概念阶段。

  

  按计划,500米口径球面射电望远镜将和我国其他5座射电望远镜组成“天眼”群——甚长基线干涉测量网,并主导国际射电领域的低频测量网,从而更好地获取天体超精细结构。

  未来5至10年,大射电等项目只是我国大望远镜建设浪潮的前浪。据严俊透露,中国12米光学红外望远镜已初步通过专家评审,有望于“十三五”规划期间立项。

  目前,我国最大的光学望远镜是位于云南丽江的2.4米光学望远镜,与国际上领先的西班牙10.4米光学望远镜、美国10米光学望远镜和日本8米光学望远镜等仍有较大差距。

  12米光学红外望远镜建成后将为暗能量本质、引力波源光学认证和研究、太阳系外类地行星探测、超大质量黑洞、第一代恒星等前沿科学问题提供在国际上有竞争力的观测平台。

  有红外望远镜,就有紫外望远镜和X射线望远镜,我国正计划把望远镜家族的基地拓展到空间领域。

  今年年底,我国将发射自主研制的硬X射线调制望远镜卫星,它可以进行宽波段大天区X射线巡天成像,具有独特的观测黑洞、中子星等高能天体多波段X射线快速光变的能力,并可以监视天空的高能爆发现象。

  “随着我国空间站逐步具备维护在轨航天器功能,建造中国版‘哈勃’太空望远镜的呼声也越来越高。”严俊说,立体化作战的望远镜集群,不仅将大幅提升我国在天文科学与技术方面的自主创新能力,还能广泛应用于导航、定位、航天、深空探测等领域。

  二十年“铸天镜”,开启射电天文学的“黄金时代”

  天文学领域的技术看上去显得“高大上”,但实际上离我们的生活却很近:射电天文学家在研究中的副产品WLAN技术,成了今天每个人生活都离不开的WIFI技术的前身;天文学类地行星的研究,让我们有了与“来自星星的你”交流的灵感……

  “古有十年磨一剑,今有二十年‘铸天镜’。国家加大对天文观测设施的投入,是综合国力提升的体现,也是工业制造水平的缩影。”中科院国家天文台500米口径球面射电望远镜工程副经理彭勃说。

  为了建造500米口径球面射电望远镜,我国天文学家等待了22年,研究和建设团队也从1994年以南仁东、彭勃为核心的5人小组扩展至上百人。

  自主创新的同时,我国还参与多个国际合作的望远镜项目,包括世界上正在研制的两套新一代巨型望远镜——30米光学望远镜和平方公里阵射电望远镜。

        30米光学望远镜拼接主镜将具备9倍于当今最大望远镜的集光能力,图像分辨率也将比当前所能达到的最高分辨率高3倍。根据不同观测目标和方法,它的探测深度将是现有望远镜的10至100倍。

  平方公里阵射电望远镜项目由两套先进的望远镜设备构成,一套是位于南部非洲的蝶形天线阵,另一套是位于澳大利亚的低频孔径阵列。蝶形天线阵由200面抛物面天线组成,看起来像“卫星锅盖”;低频孔径阵列由超过10万个偶极天线组成,看起来像“电视天线”。它们将被科学家用来观测宇宙“黑暗时代”,并搜寻地外文明的蛛丝马迹。

  中科院国家天文台副台长郑晓年说,天文学研究和天文设施都是开放的,先进的天文设施建起来了,就需要优秀的研究团队。国家天文台正千方百计吸引国内知名专家和学者,利用大射电等先进望远镜开展前沿科学和应用技术的研究,争取早出成果。

  “过去国内天文观测条件有限,我国天文学科发展相对较弱。”严俊说,随着天文观测设施的丰富,国内著名高校正在加强天文学科的专业建设,今后还要强化高校与天文观测台站之间的合作。

  关键技术无先例可循、关键材料急需攻关、核心技术遭遇封锁……从预研到建成的22年时间里,我国老中青三代科技工作者克服了不可想象的困难,实现了由跟踪模仿到集成创新的跨越,也为更多人投身这项科学事业奠定了基础,点燃了人类向往太空的激情。

  “从孩子第一次抬头看到星星的那一刻,天文学其实就在他们心里埋下了种子。”李菂说,希望天文学课程将来可以走进课堂,激发孩子们观察星空、探索宇宙的兴趣。

  “天文学的发展,是全人类认识宇宙的智慧结晶。未来20年是射电天文乃至天文学的‘黄金时代’,不断增强的科技创新力,让我们拥有向宇宙更深处探索、实现前沿科学领域突破的信心。”彭勃说。

FAST

从FAST反射面板内拍摄的天空(9月24日摄)。新华社记者 欧东衢摄

FAST

9月24日,工作人员从FAST的反射面板底部经过。新华社记者 欧东衢摄

FAST

FAST一景(9月24日摄)。新华社记者 欧东衢摄

FAST

工作人员对FAST的馈源舱进行施工(9月7日摄)。新华社记者 刘续摄


FAST

平塘天文体验馆内的太阳系模型(9月23日摄)。新华社记者 刘续摄

FAST

FAST在满天繁星下呈现出的美丽景观(6月27日摄)。新华社记者 刘续摄

FAST

从观景平台拍摄的FAST全景(9月24日摄)。新华社记者 金立旺摄

FAST

9月24日,游人在FAST观景平台上留影。新华社记者 金立旺摄

超级天眼 - 夜风 - 德馨轩

 


给我一双“慧眼”

——“超级天眼”的探索与追问

中国造世界最大球面射电望远镜今日启用 口径500米

FAST全景(9月24日摄)。9月25日,有着“超级天眼”之称的500米口径球面射电望远镜(FAST)将在贵州平塘的喀斯特洼坑中落成启用,吸引着世界目光。

        人类关于宇宙新知的探索又迈进了一步。25日,有着“超级天眼”之称的500米口径球面射电望远镜将在贵州平塘的喀斯特洼坑中落成启用,吸引着世界目光。1609年,意大利科学家伽利略用自制的天文望远镜发现了月球表面高低不平的环形山,成为利用望远镜观测天体第一人。400多年后,代表中国科技高度的大射电望远镜,将首批观测目标锁定在直径10万光年的银河系边缘,探究恒星起源的秘密,也将在世界天文史上镌刻下新的刻度。宇宙到底有多大?这是人类秉承探索发现的天性不断追寻的问题。在发现未知地带的征程中,中国天文人将不畏艰苦、不断创新,奏响探索宇宙的新畅想曲。

中国造世界最大球面射电望远镜今日启用 口径500米

“发现”的高手,大射电成我国天文学跻身世界一流的突破口

        望远镜“锅盖”越大越灵敏,500米的“超级天眼”究竟有多灵敏?科学家打了个比方,有人在月亮上打手机,也逃不过它的“眼睛”。而对老一辈天文学家来说,拥有这样的望远镜一直是个梦。我国天文学长期落后,主要受制于望远镜设备。二战后射电天文学方兴未艾,接连涌现类星体、脉冲星、星际分子和微波背景辐射四大天文发现,而我国在这一领域却长期处于空白状态。走过蹒跚学步、仰望西方强国的阶段,近年来我国陆续建成5座射电望远镜,口径从25米到65米不等。不过,与美国的305米口径和德国100米口径射电望远镜相比,我们的射电望远镜观测能力还比较有限。“天文设备按国际惯例都是开放的,但中国人要独立申请使用国外望远镜比较难。国内外设备差距比较大,缺乏平等合作的基础。”国家天文台“百人计划”研究员、500米口径球面射电望远镜工程科学部主任朱明说,只有走自主研制之路,才可以扭转这一局面。“500米口径球面射电望远镜建成,将为我国天文学跻身世界一流创造条件。”中科院国家天文台台长严俊表示。

        国家天文台射电天文研究部首席科学家、“千人计划”专家李菂说,中国大射电在很多领域都具备超强的能力:发现气体星系有望在过去的基础上提高10倍,发现的脉冲星数量有望翻倍,有望发现新的星际分子……射电望远镜诞生至今,人类发现约2500颗脉冲星,它们全部位于银河系内。科学家们将中国大射电首批观测目标锁定在银河系外,希望依靠其超群的灵敏度搜寻河外星系的脉冲星。“发现更多脉冲星,从脉冲星中遴选出脉冲信号稳定的毫秒级脉冲星,将来有望应用于空间飞行器导航领域。”严俊说,目前国内外相关研究都处于概念阶段。

中国造世界最大球面射电望远镜今日启用 口径500米

        拓宽科技维度,“天眼”联网才能洞穿宇宙迷雾

        今天天文领域讲究立体化作战,仅有500米口径球面射电望远镜还远不够。从某一点看宇宙,视野有限,望远镜要形成阵列才能发挥更强威力。“大射电擅长的观测频率是中低频,而高频的亚毫米波、毫米波领域也需要更强的望远镜,才能形成比较完备的观测体系。”朱明解释说。按计划,500米口径球面射电望远镜将和我国其他5座射电望远镜组成“天眼”群——甚长基线干涉测量网,并主导国际射电领域的低频测量网,从而更好地获取天体超精细结构。未来5至10年,大射电等项目只是我国大望远镜建设浪潮的前浪。据严俊透露,中国12米光学红外望远镜已初步通过专家评审,有望于“十三五”规划期间立项。目前,我国最大的光学望远镜是位于云南丽江的2.4米光学望远镜,与国际上领先的西班牙10.4米光学望远镜、美国10米光学望远镜和日本8米光学望远镜等仍有较大差距。12米光学红外望远镜建成后将为暗能量本质、引力波源光学认证和研究、太阳系外类地行星探测、超大质量黑洞、第一代恒星等前沿科学问题提供在国际上有竞争力的观测平台。有红外望远镜,就有紫外望远镜和X射线望远镜,我国正计划把望远镜家族的基地拓展到空间领域。

        今年年底,我国将发射自主研制的硬X射线调制望远镜卫星,它可以进行宽波段大天区X射线巡天成像,具有独特的观测黑洞、中子星等高能天体多波段X射线快速光变的能力,并可以监视天空的高能爆发现象。“随着我国空间站逐步具备维护在轨航天器功能,建造中国版‘哈勃’太空望远镜的呼声也越来越高。”严俊说,立体化作战的望远镜集群,不仅将大幅提升我国在天文科学与技术方面的自主创新能力,还能广泛应用于导航、定位、航天、深空探测等领域。

中国造世界最大球面射电望远镜今日启用 口径500米

        二十年“铸天镜”,开启射电天文学的“黄金时代”

        天文学领域的技术看上去显得“高大上”,但实际上离我们的生活却很近:射电天文学家在研究中的副产品WLAN技术,成了今天每个人生活都离不开的WIFI技术的前身;天文学类地行星的研究,让我们有了与“来自星星的你”交流的灵感……“古有十年磨一剑,今有二十年‘铸天镜’。国家加大对天文观测设施的投入,是综合国力提升的体现,也是工业制造水平的缩影。”中科院国家天文台500米口径球面射电望远镜工程副经理彭勃说。为了建造500米口径球面射电望远镜,我国天文学家等待了22年,研究和建设团队也从1994年以南仁东、彭勃为核心的5人小组扩展至上百人。自主创新的同时,我国还参与多个国际合作的望远镜项目,包括世界上正在研制的两套新一代巨型望远镜——30米光学望远镜和平方公里阵射电望远镜。30米光学望远镜拼接主镜将具备9倍于当今最大望远镜的集光能力,图像分辨率也将比当前所能达到的最高分辨率高3倍。根据不同观测目标和方法,它的探测深度将是现有望远镜的10至100倍。平方公里阵射电望远镜项目由两套先进的望远镜设备构成,一套是位于南部非洲的蝶形天线阵,另一套是位于澳大利亚的低频孔径阵列。蝶形天线阵由200面抛物面天线组成,看起来像“卫星锅盖”;低频孔径阵列由超过10万个偶极天线组成,看起来像“电视天线”。它们将被科学家用来观测宇宙“黑暗时代”,并搜寻地外文明的蛛丝马迹。

        中科院国家天文台副台长郑晓年说,天文学研究和天文设施都是开放的,先进的天文设施建起来了,就需要优秀的研究团队。国家天文台正千方百计吸引国内知名专家和学者,利用大射电等先进望远镜开展前沿科学和应用技术的研究,争取早出成果。“过去国内天文观测条件有限,我国天文学科发展相对较弱。”严俊说,随着天文观测设施的丰富,国内著名高校正在加强天文学科的专业建设,今后还要强化高校与天文观测台站之间的合作。关键技术无先例可循、关键材料急需攻关、核心技术遭遇封锁……从预研到建成的22年时间里,我国老中青三代科技工作者克服了不可想象的困难,实现了由跟踪模仿到集成创新的跨越,也为更多人投身这项科学事业奠定了基础,点燃了人类向往太空的激情。“从孩子第一次抬头看到星星的那一刻,天文学其实就在他们心里埋下了种子。”李菂说,希望天文学课程将来可以走进课堂,激发孩子们观察星空、探索宇宙的兴趣。“天文学的发展,是全人类认识宇宙的智慧结晶。未来20年是射电天文乃至天文学的‘黄金时代’,不断增强的科技创新力,让我们拥有向宇宙更深处探索、实现前沿科学领域突破的信心。”彭勃说。


贵州天眼 - 夜风 - 德馨轩

中科院国家天文台500米口径球面射电望远镜项目综合布线工程完成 

该项目的综合布线工程由中建二局安装工程有限公司承建,主要包括内网高低压配电、测控网络及安防工程等,共在46万平方米的作业面上铺设各类线路450千米,设置核心节点及分支节点控制箱2226个,为“天眼”打造了“神经”和“血管”系统。

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FAST建于贵州省黔南平塘县的大窝凼,为国家重大科学工程,比目前世界上最大的美国阿雷西博天文望远镜观测面积大幅增加,灵敏度提高了2.25倍。

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中科院国家天文台射电部首席科学家李菂(音同第)表示,FAST是世界上正在建造的口径最大、最具威力的单天线射电望远镜,接收面积约等于30个足球场的面积。待建成后,FAST将在未来20年内保持世界一流地位。 

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FAST的主要目标是探测宇宙中的遥远信号和物质,在开展从宇宙起源到星际物质结构的探讨、对暗弱脉冲星及其他暗弱射电源的搜索、高效率开展对地外理性生命的搜索等方面实现科学和技术的重大突破。

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索网结构是FAST主动反射面的主要支撑结构。据了解,FAST索网制造和安装工程已于2月4日顺利完成,这是世界上跨度最大、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。

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此间专家介绍,FAST索网结构直径500米,整个索网共有6670根主索,攻克了超大跨度索网安装方案设计、超高疲劳性能钢索结构研制、超高精度索结构制造工艺等,形成了12项自主创新性的专利成果。

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FAST的最大特点是索网结构可随天体的移动自动变化,带动索网上活动的4450个反射面板产生变化。反射面单元加工与拼装、馈源舱及舱停靠平台的研制工作由中国电子科技集团公司承包

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中国电科面板单元技术负责人郑元鹏透露,反射面单元为三角形,根据所处的位置不同,其几何尺寸、倾斜角度、支承点位置、荷载大小和方向等都不相同,“4450个边长在10.2米至12.4米之间的反射面单元种类就近400种”。

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郑元鹏表示,他们将根据索网节点坐标数据以及单元的安装尺寸要求,采用参数化设计方法,将子单元的表面精度控制在1毫米以上,“让每一个反射面都可以进行对焦,FAST与号称‘地面最大机器’的德国波恩100米望远镜相比,灵敏度提高约10倍”。

贵州天眼 - 夜风 - 德馨轩

    中国500米直径射电望远镜开始拼装,可接受外星人信息

    我国建设的世界最大单口径球面射电望远镜的重要设备:反射面单元面板第一批1000个单元“就位”,开始在贵州省黔南进行现场拼装。这只被誉为中国“天眼”的超级望远镜单口径500米,接收面积相当于近30个足球场。中国“天眼”为何选址黔南?长啥样?有哪些“本领”?它能找到“外星人”么?让我们一起走近这一超级射电望远镜。

遥望百亿光年星际射电望远镜,可不是肉眼观测的普通望远镜,它是当今世界上最顶尖级的太空望远镜。射电,是比红外线频率更低的电磁波段。射电望远镜,跟收卫星信号的天线锅类似,通过锅的反射聚焦,把几平方米到几千平方米的信号聚拢到一点上。“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’,根本就分辨不出来。”中国科学院国家天文台FAST工程首席科学家、总工程师南仁东说。半个多世纪以来,所有射电望远镜收集的能量尚翻不动一页纸。要想获得更远、更微弱的射电,“阅读”到宇宙深处的信息,就需要更大口径的射电望远镜。简言之,就是“锅”越大,星际穿越的距离就越远。专家们指出,与德国波恩100米望远镜相比,FAST灵敏度提高约10倍。这意味着,远在百亿光年外的射电信号,FAST也有可能“捕捉”到。

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中国“天眼”“眼窝”深——打开卫星地图,贵州平塘县的地貌好似布满褶皱的大象皮肤。再提高分辨率,就能看到大大小小的“漏斗”——“天坑”群。其中有一个就是科学家寻觅十载为这个最大望远镜找的“家”。天文学家在思考:如何利用天然的洼地作为支架,建造巨型射电望远镜。1993年,包括中国在内的10国天文学家提出建造新一代射电“大望远镜”的倡议,旨在回溯原初宇宙,解答天文学中的众多难题。1995年底,射电“大望远镜”中国推进委员会,提出了利用贵州喀斯特洼地建造球反射面的“喀斯特工程”概念。此后,科学家们在当地居民的帮助下,跋山涉水勘察选址。经过反复筛选,最终在平塘县克度镇找到了“大窝凼”——最适合硕大“天眼”的深深的“眼窝”。被“天眼”吸引,新华社记者深入黔南“探营”FAST工程进展。FAST项目馈源支撑系统总工程师孙才红告诉记者,选址“大窝凼”有三方面原因:一是地貌最接近FAST的造型,工程开挖量最小;二是这里的喀斯特地质可以保障雨水向地下渗透,不会在表面淤积而损坏和腐蚀望远镜;三是射电望远镜需要一处“静土”,“大窝凼”附近5千米半径之内没有一个乡镇,无线电环境理想。“FAST周围三座山峰呈三足鼎立之势,每座距离都在500米左右,中间的洼地犹如一个天然的锅架,刚好稳稳地盛下FAST这口‘大锅’。”孙才红说。

“变形金锅”随天动——来到“大窝凼”,你会发现总面积达25万平方米的反射面看起来像一口超级“大锅”。总长度超过1.5千米的钢圈梁,将上万根钢索牢牢固定住。若想一览FAST工程全貌,必须爬上附近的山顶。而那里正在建设的观景台,正是今后游客观赏FAST的地方。孙才红说,反射面单元面板将固定在上万根钢索上,安装完成后整个反射面其实是悬在半空中的,有螺旋状公路一直通达“凼”底,供车辆和人员维护设备时通行。反射面与地面之间的空隙今后还会恢复植被,保护环境。这口500米口径的大“锅”,是口名副其实的“变形金锅”。“变形金锅”会动。AFST的索网结构可以随着天体的移动自动变化,带动索网上活动的4450个反射面板产生变化,足以观测到任意方向的天体,同时,馈源舱也随索网一同运动,采集反馈信息。”面板单元技术总师、中国电科研究员级高级工程师郑元鹏说。FAST能够把近30个足球场这么大的接收面积里收集的信号,聚集在药片大小的空间里。

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能否看到“外星人”?FAST工程进展牵动着天文学家和天文学爱好者的“神经”。中国天文学会理事长、中国科学院院士武向平表示,在天文观测方面,中国长期以来在世界上没有占据很前沿的位置。如果没有观测数据积累,总是用别人“二手的东西”,即使做了研究,也很难出彩。FAST建成后将弥补我国在观测领域的不足。武向平认为,FAST非常适合脉冲星的观测,可以检验广义相对论。此外,它对高能物理、极端物理、相对论的检验也都非常有意义。在天文专家赵之珩看来,FAST建成后能够接收到从宇宙深处发来的无线电波,会有一系列新的发现,从而将我国在天文研究水平向世界先进行列迈出一大步。FAST那么灵敏,它能接收到遥远的世界里发过来的极其微弱的“外星人”的信号,甚至找到“外星人”么?“FAST能从宇宙的今天看到很远的地方去,有助揭开宇宙起源之谜,甚至是‘地外文明’。”武向平说。赵之珩认为,射电波段的观测,推动了地球人对宇宙的理解,如20世纪60年代四大发现:宇宙微波背景辐射、类星体、脉冲星和星际有机分子。现代天文学上的“两暗一黑”(即暗物质、暗能量、黑洞)还存在着许多的谜团。FAST接受和放大它们发来的微弱信号,有助于揭开这些谜团。

中国天文学会会员、天津市天文学会理事史志成表示,FAST是我国具有自主知识产权的科学设备,对国际同类设备将保持20年以上领先水平。它将探测宇宙中遥远的信号、物质,例如电磁波、微波、激光、宇宙中的各种气体、有机物、星际物质、恒星等的辐射信息。它将对脉冲星、类星体等各种暗弱辐射源进行更精密观测,对它们的物质结构、产生机制进行深入探索,有望对认识宇宙起源与演化过程作出贡献。 “宇宙中的生命体或高智商‘外星人’若存在,他们的产生、遗留之信息,若存在于浩瀚天宇中,也有可能被FAST探测并接收到。”史志成说。

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位于波多黎各的此前世界最大射电望远镜和正在兴建的FAST望远镜尺寸对比 

我国建设的世界最大单口径球面射电望远镜的重要设备——反射面单元面板第一批1000个单元“就位”,开始在贵州省黔南进行现场拼装。这只被誉为中国“天眼”的超级望远镜单口径500米,接收面积相当于近30个足球场。中国“天眼”为何选址黔南?长啥样?有哪些“本领”?它能找到“外星人”么?让我们一起走近这一超级射电望远镜。  

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位于波多黎各的此前世界最大射电望远镜和正在兴建的FAST望远镜尺寸对比  

遥望百亿光年星际  

射电望远镜,可不是肉眼观测的普通望远镜,它是当今世界上最顶尖级的太空望远镜。射电,是比红外线频率更低的电磁波段。射电望远镜,跟收卫星信号的天线锅类似,通过锅的反射聚焦,把几平方米到几千平方米的信号聚拢到一点上。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’,根本就分辨不出来。”中国科学院国家天文台FAST工程首席科学家、总工程师南仁东说。 

半个多世纪以来,所有射电望远镜收集的能量尚翻不动一页纸。 

要想获得更远、更微弱的射电,“阅读”到宇宙深处的信息,就需要更大口径的射电望远镜。简言之,就是“锅”越大,星际穿越的距离就越远。 专家们指出,与德国波恩100米望远镜相比,FAST灵敏度提高约10倍。这意味着,远在百亿光年外的射电信号,FAST也有可能“捕捉”到。 

中国500米直径射电望远镜开始拼装 可接受外星人信息 - 逍遥客 - 逍遥客 

外媒报道FAST望远镜配图  

中国“天眼”“眼窝”深  

打开卫星地图,贵州平塘县的地貌好似布满褶皱的大象皮肤。再提高分辨率,就能看到大大小小的“漏斗”——“天坑”群。其中有一个就是科学家寻觅十载为这个最大望远镜找的“家”。 天文学家在思考:如何利用天然的洼地作为支架,建造巨型射电望远镜。1993年,包括中国在内的10国天文学家提出建造新一代射电“大望远镜”的倡议,旨在回溯原初宇宙,解答天文学中的众多难题。1995年底,射电“大望远镜”中国推进委员会,提出了利用贵州喀斯特洼地建造球反射面的“喀斯特工程”概念。  

此后,科学家们在当地居民的帮助下,跋山涉水勘察选址。经过反复筛选,最终在平塘县克度镇找到了“大窝凼”——最适合硕大“天眼”的深深的“眼窝”。  

被“天眼”吸引,新华社记者深入黔南“探营”FAST工程进展。 FAST项目馈源支撑系统总工程师孙才红告诉记者,选址“大窝凼”有三方面原因,一是地貌最接近FAST的造型,工程开挖量最小;二是这里的喀斯特地质可以保障雨水向地下渗透,不会在表面淤积而损坏和腐蚀望远镜;三是射电望远镜需要一处“静土”,“大窝凼”附近5千米半径之内没有一个乡镇,无线电环境理想。  

“FAST周围三座山峰呈三足鼎立之势,每座距离都在500米左右,中间的洼地犹如一个天然的锅架,刚好稳稳地盛下FAST这口‘大锅’。”孙才红说。

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正在施工的FAST望远镜  

“变形金锅”随天动  

来到“大窝凼”,你会发现总面积达25万平方米的反射面看起来像一口超级“大锅”。总长度超过1.5千米的钢圈梁,将上万根钢索牢牢固定住。若想一览FAST工程全貌,必须爬上附近的山顶。而那里正在建设的观景台,正是今后游客观赏FAST的地方。 孙才红说,反射面单元面板将固定在上万根钢索上,安装完成后整个反射面其实是悬在半空中的,有螺旋状公路一直通达“凼”底,供车辆和人员维护设备时通行。反射面与地面之间的空隙今后还会恢复植被,保护环境。  

这口500米口径的大“锅”,是口名副其实的“变形金锅”。  

"变形金锅"会动。AFST的索网结构可以随着天体的移动自动变化,带动索网上活动的4450个反射面板产生变化,足以观测到任意方向的天体,同时,馈源舱也随索网一同运动,采集反馈信息。”面板单元技术总师、中国电科研究员级高级工程师郑元鹏说。  

FAST能够把近30个足球场这么大的接收面积里收集的信号,聚集在药片大小的空间里。  

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 中国500米直径射电望远镜开始拼装 可接受外星人信息 - 逍遥客 - 逍遥客 

FAST天线部分面板  

能否看到“外星人”?  

FAST工程进展牵动着天文学家和天文学爱好者的“神经”。  

中国天文学会理事长、中国科学院院士武向平表示,在天文观测方面,中国长期以来在世界上没有占据很前沿的位置。如果没有观测数据积累,总是用别人“二手的东西”,即使做了研究,也很难出彩。FAST建成后将弥补我国在观测领域的不足。 武向平认为,FAST非常适合脉冲星的观测,可以检验广义相对论。此外,它对高能物理、极端物理、相对论的检验也都非常有意义。 在天文专家赵之珩看来,FAST建成后能够接收到从宇宙深处发来的无线电波,会有一系列新的发现,从而将我国在天文研究水平向世界先进行列迈出一大步。  

FAST那么灵敏,它能接收到遥远的世界里发过来的极其微弱的“外星人”的信号,甚至找到“外星人”么? “FAST能从宇宙的今天看到很远的地方去,有助揭开宇宙起源之谜,甚至是‘地外文明’。”武向平说。  

赵之珩认为,射电波段的观测,推动了地球人对宇宙的理解,如20世纪60年代四大发现:宇宙微波背景辐射、类星体、脉冲星和星际有机分子。现代天文学上的“两暗一黑”(即暗物质、暗能量、黑洞)还存在着许多的谜团。FAST接受和放大它们发来的微弱信号,有助于揭开这些谜团。  

中国天文学会会员、天津市天文学会理事史志成表示,FAST是我国具有自主知识产权的科学设备,对国际同类设备将保持20年以上领先水平。它将探测宇宙中遥远的信号、物质,例如电磁波、微波、激光、宇宙中的各种气体、有机物、星际物质、恒星等的辐射信息。它将对脉冲星、类星体等各种暗弱辐射源进行更精密观测,对它们的物质结构、产生机制进行深入探索,有望对认识宇宙起源与演化过程作出贡献。 “宇宙中的生命体或高智商‘外星人’若存在,他们的产生、遗留之信息,若存在于浩瀚天宇中,也有可能被FAST探测并接收到。”史志成说。

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