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fast望远镜发现了什么(FAST:当之无愧的世界最灵敏射电望远镜)

时间:2022-08-25 23:48:21     人气:301     来源:www.zhongshaninfo.com     作者:爱发信息
概述:......

壮丽70年 奋斗新时代

本报记者 李大庆

坐落在贵州省黔南州平塘县克度镇的500米口径球面射电望远镜(FAST)已经落成启用近3年时间了。截止到7月19日,这个世界上最大的射电望远镜已经发现了125颗优质脉冲星候选体,确认了86颗。这标志着还处在设备调试阶段(今年将正式进行国家验收)的FAST已经部分实现了其科学目标,能真正的作为一个实用的望远镜而脚踏实地地开展天文观测工作了。

完成工程建设后的FAST,便进入了望远镜本身的调试阶段。FAST总工程师、国家天文台研究员姜鹏说:FAST调试难度大,调试工作涉及测量、控制、力学、电子学、天文等多学科领域,具有极大的技术挑战。同时,FAST工作模式显著区别于传统望远镜,没有成熟的经验可供参考。

当然,令人高兴的是,FAST望远镜现已实现了跟踪、漂移扫描、运动中扫描等多种的天文观测模式,有数项的关键指标超过了预期。

这曾是一代天文学人的梦想。

1993年,在国际无线电科学联盟大会上,中国等10个国家的天文学家提出应建造新一代射电“大望远镜”。他们期望,在电波环境被彻底破坏之前,真正看一眼初始的宇宙,弄清宇宙结构是如何形成和演化至今的。

建造FAST的动机始于此。

1994年底,北京天文台(现国家天

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文台)牵头国内20所院校,提出建设“喀斯特工程”。他们从中国西南无数个喀斯特地貌的凹坑中,选中了贵州省平塘县的大窝凼。2011年3月,这个工程(即FAST)正式开工建设。

射电望远镜同光学望远镜一样,口径越大接收到的电磁波越多,其灵敏度就越高,探测能力就越强。

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fast望远镜

FAST望远镜,是把覆盖30个足球场的信号,聚集在药片大小的空间里。借此,FAST能够监听到宇宙中微弱的射电信号。要达到这一目标,500米口径的结构,必须实现毫米级的精度,这是之前的天文学家从未做

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过的。

回顾建设历史,姜鹏在接受科技日报记者独家专访时说,在建设过程中,FAST团队逢山开路,遇水搭桥,完全是“摸着石头过河”。“因为我们要突破射电望远镜的百米口径极限,开创建造巨型射电望远镜的新模式。它所面临的技术挑战极多。”

科研人员要在大窝凼这个凹坑内铺设4000多块单元组成的500米球冠状的主动反射面,球冠的反射面在射电源方向要形成300米口径的瞬时抛物面;使望远镜接收机能与传统抛物面天线一样处在焦点上,要采用轻型索拖动机构和并联机器人,实现接收机的高精度定位。

FAST靠拉扯索网来调整“天线”(大锅)。整个索网联系着边框以及2000多个凹坑地表面上的促动器。这些电机协同配合,一致行动,控制着索网的形状。而整个变形(调整天线)过程,是由激光定位系统校准的。

高悬在大锅上方的一个类似于神舟飞船大小的馈源舱(信号接收单元),重达30吨,内设世界上最精贵的接收器。它被6条400多米的钢索吊起,移动范围达200米,随时接收相当于30个足球场的大锅传来的信号。

“框架、索网、接收器,每一部分的位移都要控制在毫米级,FAST才能正常工作。”姜鹏说,FAST仅反射面就需要2000多台促动器协同控制,而且索网把所有促动器都连成了一个整体,可以说是“牵一发动全身”。

令姜鹏感到欣慰的是,经过两年多的紧张调试,FAST的数项性能指标超过预期,在灵敏度、系统噪音、指向精度等关

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键技术指标上,已经达到了国家验收标准。“可以说,调试后的FAST是当之无愧的世界上最灵敏的射电望远镜,可以帮助人类了解更遥远、更早期的宇宙。”

2017年10月10日,国家天文台在北京宣布,FAST望远镜发现了6颗新的脉冲星。这是国际上利用中国制造的望远镜首次发现脉冲星,由此开启了中国射电波段大科学装置系统产生原创发现的新时代。

目前,FAST已经发现的脉冲星候选体超过百颗。FAST工程首席科学家、国家天文台研究员李菂说:“2018年2月,FAST探测到有史以来最暗弱的毫

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秒脉冲星之一,这颗脉冲星是其他国家很多望远镜看了多次却都没有看到的。这充分证明了FAST在灵敏度方面的优势。”

FAST的研制和建设,体现了我国自主创新能力,还将推动我国在天线制造技术、微波电子技术、并联机器人、大尺度结构工程、公里范围高精度动态测量等众多高科技领域的发展。

(科技日报北京7月22日电)

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    坐落在贵州省黔南州平塘县克度镇的500米口径球

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    面射电望远镜(FAST)已经落成启用近3年时间了。截止到7月19日,这个世界上最大的射电望远镜已经发现了125颗优质脉冲星候选体,确认了86颗。这标志着还处在设备调试阶段(今年将正式进行国家验收)的FAST已经部分实现了其科学目标,能真正的作为一个实用的望远镜而脚踏实地地开展天文观测工作了。

    完成工程建设后的FAST,便进入了望远镜本身的调试阶段。FAST总工程师、国家天文台研究员姜鹏说:FAST调试难度大,调试工作涉及测量、控制、力学、电子学、天文等多学科领域,具有极大的技术挑战。同时,FAST工作模式显著区别于传统望远镜,没有成熟的经验可供参考。

    当然,令人高兴的是,FAST望远镜现已实现了跟踪、漂移扫描、运动中扫描等多种的天文观测模式,有数项的关键指标超过了预期。

    这曾是一代天文学人的梦想。

    1993年,在国际无线电科学联盟大会上,中国等10个国家的天文学家提出应建造新一代射电“大望远镜”。他们期望,在电波环境被彻底破坏之前,真正看一眼初始的宇宙,弄清宇宙结构是如何形成和演化至今的。

    建造FAST的动机始于此。

    1994年底,北京天文台(现国家天文台)牵头国内20所院校,提出建设“喀斯特工程”。他们从中国西南无数个喀斯特地貌的凹坑中,选中了贵州省平塘县的大窝凼。2011年3月,这个工程(即FAST)正式开工建设。

    射电望远镜同光学望远镜一样,口径越大接收到的电磁波越多,其灵敏度就越高,探测能力就越强。

    FAST望远镜,是把覆盖30个足球场的信号,聚集在药片大小的空间里。借此,FAST能够监听到宇宙中微弱的射电信号。要达到这一目标,500米口径的结构,必须实现毫米级的精度,这是之前的天文学家从未做过的。

    回顾建设历史,姜鹏在接受科技日报记者独家专访时说,在建设过程中,FAST团队逢山开路,遇水搭桥,完全是“摸着石头过河”。“因为我们要突破射电望远镜的百米口径极限,开创建造巨型射电望远镜的新模式。它所面临的技术挑战极多。”

    fast望远镜

    科研人员要在大窝凼这个凹坑内铺设4000多块单元组成的500米球冠状的主动反射面,球冠的反射面在射电源方向要形成300米口径的瞬时抛物面;使望远镜接收机能与传统抛物面天线一样处在焦点上,要采用轻型索拖动机构和并联机器人,实现接收机的高精度定位。

    FAST靠拉扯索网

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    来调整“天线”(大锅)。整个索网联系着边框以及2000多个凹坑地表面上的促动器。这些电机协同配合,一致行动,控制着索网的形状。而整个变形(调整天线)过程,是由激光定位系统校准的。

    高悬在大锅上方的一个类似于神舟飞船大小的馈源舱(信号接收单元),重达30吨,内设世界上最精贵的接收器。它被6条400多米的钢索吊起,移动范围达200米,随时接收相当于30个足球场的大锅传来的信号。

    “框架、索网、接收器,每一部分的位移都要控制在毫米级,FAST才能正常工作。”姜鹏说,FAST仅反射面就需要2000多台促动器协同控制,而且索网把所有促动器都连成了一个整体,可以说是“牵一发动全身”。

    令姜鹏感到欣慰的是,经过两年多的紧张调试,FAST的数项性能指标超过预期,在灵敏度、系统噪音、指向精度等关键技术指标上,已经达到了国家验收标准。“可以说,调试后的FAST是当之无愧的世界上最灵敏的射电望远镜,可以帮助人类了解更遥远、更早期的宇宙。”

    2017年10月10日,国家天文台在北京宣布,FAST望远镜发现了6颗新的脉冲星。这是国际上利用中国制造的望远镜首次发现脉冲星,由此开启了中国射电波段大科学装置系统产生原创发现的新时代。

    目前,FAST已经发现的脉冲星候选体超过百颗。FAST工程首席科学家、国家天文台研究员李菂说:“2018年2月,FAST探测到有史以来最暗弱的毫秒脉冲星之一,这颗脉冲星是其他国家很多望远镜看了多次却都没有看到的。这充分证明了FAST在灵敏度方面的优势。”

    FAST的研制和建设,体现了我国自主创新能力,还将推动我国在天线制造技术、微波电子技术、并联机器人、大尺度结构工程、公里范围高精度动态测量等众多高科技领域的发展。记者 李大庆

  • 位于贵州平塘县的500米口径球面射电望远镜,英文简称“FAST”,它是目前世界上在建的最大口径射电望远镜,也被称为中国的“天眼”。目前,该射电望远镜的

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    建设已经接近尾声,两台集装箱数据中心和临时控制室也于近期建设完毕,这都为下一步该望远镜的调试工作做好了准备。



    在500米口径球面望远镜施工现场,记者看到,总共4450块反射面面板的安装,已经完成4443块,仅剩的几块面板也将在近日完成安装工作。除此以外,两台集装箱数据中心也于近日安装完成。

    两台集装箱数据中心外表看似简单,内部却十分精密。从数字终端采集的数据会直接通过光纤,进入到集装箱数据中心内,在这里会进行一定的计算和处理后进行存储。


    中科院国家天文台副研究员 岳友岭:它的数据处理能力,简单估计的话,相当于50到100台家用电脑。它的存储容量是1.6PB,也接近相当于1000倍左右的家用电脑容量。

    fast望远镜

    集装箱数据中心不仅拥有强大的计算处理和存储能力,在建造时,工作人员也考虑到了它

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    自身对望远镜观测的干扰性,因此这两套系统的集装箱外壳也具备屏蔽能力。

    中科院国家天文台副研究员 岳友岭:里面的服务器和存储,都是一些计算机设备。所以它会对我们的望远镜造成干扰,做一个屏蔽之后,相当于把干扰限制在集装箱内部,它里面任何的信号都出不来,所以我们望远镜就不会被它干扰。

    专家称,这两套数据中心的存储空间可以满足未来一年左右,望远镜所观测的科学数据的存储量。未来在观测楼建成后,数据中心也将搬移到那里,继续为科学观测数据存储服务。

    除了集装箱数据中心以外,初步建成的临时控制室也即将投入使用,未来在望远镜的调试阶段,FAST的每一个动作都将由这里发出指令,而望远镜监测到的信息也会首先返回到控制室,因此它就相当于FAST望远镜的大脑一样重要。

    数字解读世界最大球面射电望远镜

    通过一组数字,来更加直观地了解FAST这个“观天巨眼”。

    500米和138米:

    FAST的口径达到500米,是目前世界在建口径最大的球面射电望远镜,从顶部圆心到底部圆心的垂直距离达138米,相当于50多层楼高。

    1600米和5600吨:

    整个钢结构圈梁长度达到1600米,消耗钢材5600吨,总工程量相当于1/4个鸟巢。

    9000根和1600吨:

    FAST反射面索网结构由近9000根高精度、高强度钢索连接而成,在半空中形成一张重达1600吨的钢质索网。

    4450块和30个:

    FAST的反射面,是由4450块边长达10到12米的三角形主动反射单元拼装在索网上形成,球形反射面的面积相当于30个足球场大小。

    168米和30吨:

    FAST在山崖上修建了六座馈源支撑塔,最高达168米,通过钢索悬吊的方式,支撑控制重达30吨的馈源舱。

    20多年和2.5倍:

    FAST项目从1995年开始酝酿选址至今,花了20多年时间。建成后,FAST的探测灵敏度要比目前世界最先进的美国阿雷西博望远镜高近2.5倍,将人类的视野拓展更深更远。

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