貴州平塘中國天眼(FAST)
藕花處
中國-—FAST(Fivehundredmeters Aperture Spherical Telescope,簡稱FAST),于2016年9月25日落成并投入使用,位于黔南布依族苗族自治州平塘縣,是世界最大的單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡。
平塘,地處黔南,離廣西很近。這是一個(gè)美麗的地方。
克度鎮(zhèn),是黔南州平塘縣的一個(gè)小鎮(zhèn),位于省城貴陽南部100公里處,這里大山連綿,喀斯特地貌特征非常顯著,美麗而寧靜。如今這里被稱為“天眼小鎮(zhèn)”。
天眼小鎮(zhèn)是一個(gè)小盆地,附近有十余個(gè)天坑組成的天坑群。天眼就是利用一個(gè)直徑約500多米的天坑建成。
從天眼小鎮(zhèn)到天眼還有十幾公里的山路,需要坐景區(qū)擺渡大巴。景區(qū)規(guī)定,到天眼景區(qū)參觀,必須把隨身攜帶的手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等一切電子產(chǎn)品、一切刀具及易燃易爆物品等違禁品存放在游客服務(wù)中心專設(shè)的儲(chǔ)柜內(nèi),然后通過安檢,乘坐景區(qū)擺渡大巴,經(jīng)過約半小時(shí)車程后,到達(dá)中國天眼觀景臺(tái)服務(wù)中心。下車后,需要再次通過安檢,方可進(jìn)入中國天眼核心的大射電景區(qū)。
完了嗎?沒有。要看到天眼,必須走700多級(jí)臺(tái)階到達(dá)山頂。山頂設(shè)有三層FAST觀景臺(tái),可以通過不同的角度,一覽世界最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡的全貌。
中國天眼(簡稱FAST)的口徑有500米,有近30個(gè)足球場大的接收面積,主反射面的面積達(dá)25萬平方米,是世界最大的單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡,由近460000塊三角形單元拼接而成。它的圈梁被50根6米到50米高低不等的鋼柱支在半空,周長約1.6公里,繞走一圈約要40分鐘。他的工作原理類似于衛(wèi)星電視接收器。
與號(hào)稱“地面最大機(jī)器”的德國波恩100米望遠(yuǎn)鏡相比,F(xiàn)AST的靈敏度提高約10倍;與被評(píng)為人類20世紀(jì)十大工程之首的美國Arecibo300米望遠(yuǎn)鏡相比,F(xiàn)AST的綜合性能提高約10倍。作為世界最大的單口徑望遠(yuǎn)鏡,F(xiàn)AST將在未來20至30年保持世界一流設(shè)備的地位。
全新的設(shè)計(jì)思路加之得天獨(dú)厚的臺(tái)址優(yōu)勢,使FAST突破了射電望遠(yuǎn)鏡的百米極限,開創(chuàng)了建造巨型射電望遠(yuǎn)鏡的新模式。首先,它利用貴州天然的喀斯特洼坑作為臺(tái)址;其次,洼坑內(nèi)鋪設(shè)數(shù)千塊單元組成500米球冠狀主動(dòng)反射面,球冠反射面在射電電源方向形成300米口徑瞬時(shí)拋物面,使望遠(yuǎn)鏡接收機(jī)能與傳統(tǒng)拋物面天線一樣處在焦點(diǎn)上;第三,采用輕型索拖動(dòng)機(jī)構(gòu)和并聯(lián)機(jī)器人,實(shí)現(xiàn)接收機(jī)的高精度定位。
中國天眼的選址經(jīng)過了眾多專家多年多地的無數(shù)次考察,最后選在平塘縣。它十分巧妙利用了貴州天然的喀斯特漏斗洼地的獨(dú)特地形條件,在洼地內(nèi)鋪設(shè)4450塊反射面單元組成500米球冠狀主動(dòng)反射面,遠(yuǎn)看就像“一口大鍋”。
它是世界最大的單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡,是中國綜合國力的完美體現(xiàn)。
FAST能望多遠(yuǎn)?可捕捉到百億光年外的星際信號(hào)
射電望遠(yuǎn)鏡,可不是肉眼觀測的普通望遠(yuǎn)鏡,它是當(dāng)今世界上最頂尖級(jí)的太空望遠(yuǎn)鏡。射電,是比紅外線頻率更低的電磁波段。射電望遠(yuǎn)鏡,跟收衛(wèi)星信號(hào)的天線鍋類似,通過鍋的反射聚焦,把幾平方米到幾千平方米的信號(hào)聚攏到一點(diǎn)上。
由于來自太空天體的無線電信號(hào)極其微弱,半個(gè)多世紀(jì)以來所有射電望遠(yuǎn)鏡收集的能量尚翻不動(dòng)一頁紙。要想獲得更遠(yuǎn)、更微弱的射電,“閱讀”到宇宙深處的信息,就需要更大口徑的射電望遠(yuǎn)鏡。
專家們指出,與德國波恩100米望遠(yuǎn)鏡相比,F(xiàn)AST靈敏度提高約10倍。這意味著,遠(yuǎn)在百億光年外的射電信號(hào),F(xiàn)AST也有可能“捕捉”到。
有哪些獨(dú)到之處?突破了射電望遠(yuǎn)鏡的百米極限
洼坑內(nèi)鋪設(shè)數(shù)千塊單元組成500米球冠狀主動(dòng)反射面,球冠反射面在射電源方向形成300米口徑瞬時(shí)拋物面,使望遠(yuǎn)鏡接收機(jī)能與傳統(tǒng)拋物面天線一樣處在焦點(diǎn)上。
同時(shí),采用輕型索拖動(dòng)機(jī)構(gòu)和并聯(lián)機(jī)器人,實(shí)現(xiàn)接收機(jī)的高精度定位。由于自重和風(fēng)載引起形變的限制,傳統(tǒng)全可動(dòng)望遠(yuǎn)鏡的最大口徑只能做到100米。FAST突破了射電望遠(yuǎn)鏡的百米極限,開創(chuàng)了建造巨型射電望遠(yuǎn)鏡的新模式。
這口500米口徑的大“鍋”,還是口名副其實(shí)的“變形金鍋”?!弊冃谓疱仭瘯?huì)動(dòng)。FAST的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以隨著天體的移動(dòng)自動(dòng)變化,帶動(dòng)索網(wǎng)上活動(dòng)的4450個(gè)反射面板產(chǎn)生變化,足以觀測到任意方向的天體,同時(shí),饋源艙也隨索網(wǎng)一同運(yùn)動(dòng),采集反饋信息。
能否看到外星人?若真的有就可能被探測接收到
FAST的靈敏性很高,那么它能接收到遙遠(yuǎn)的世界里發(fā)過來的極其微弱的“外星人”的信號(hào),甚至找到“外星人”么?
FAST能從宇宙的今天看到很遠(yuǎn)的地方去,有助揭開宇宙起源之謎,甚至是‘地外文明’。
中國天文學(xué)會(huì)會(huì)員、天津市天文學(xué)會(huì)理事史志成表示,F(xiàn)AST將探測宇宙中遙遠(yuǎn)的信號(hào)、物質(zhì),例如電磁波、微波、激光、宇宙中的各種氣體、有機(jī)物、星際物質(zhì)、恒星等的輻射信息。它將對(duì)脈沖星、類星體等各種暗弱輻射源進(jìn)行更精密觀測,對(duì)它們的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)生機(jī)制進(jìn)行深入探索,有望對(duì)認(rèn)識(shí)宇宙起源與演化過程作出貢獻(xiàn)。
宇宙中的生命體或高智商“外星人”若存在,他們的產(chǎn)生、遺留之信息,若存在于浩瀚天宇中,也有可能被FAST探測并接收到。